Прочность адгезии и внутренние напряжения в полимерных покрытиях.
Надежность работы гидроцилиндров с полимерными покрытиями определяется главным образом прочностью адгезии пластмассы к поверхности металла, т.е. прочность адгезии должна быть значительно выше всех возможных внутренних напряжений, возникающих в полимерном покрытии. Это условие может быть представлено выражением
, (4.9.)
где 
- величина прочности адгезии к поверхности металла;
- суммарные напряжения в слое полимерного покрытия.
Напряжения, возникающие в слое полимерного покрытия, могут быть представлены выражением
, (4.10.)
где 
- усадочные напряжения, возникающие вследствие химической усадки полимера;
- термические напряжения, возникающие вследствие разности коэффициентов линейного расширения металла и пластмассы при температурных перепадах;
- рабочие напряжения, возникающие от давления рабочей среды.
Таким образом, при нанесении полимерного покрытия на поверхности цилиндров необходима количественная оценка прочности адгезии данного полимера к поверхности металла и всех возможных внутренних напряжений, возникающих в полимерном покрытии, действующих против сил адгезии. Это позволяет определить надежность соединения полимера с металлом и работоспособность металлопластмассового изделия в целом.
Прочность адгезии полимерных композиций на основе акриловых и эпоксидных смол к поверхности металлов определяли следующим образом.
Цилиндрические образцы, состоящие из двух половин, были склеены исследуемой полимерной композицией в специальной обойме, обеспечивающей их соосность. Склеенные образцы закрепляли в зажимах разрывной машины и разрушали клеевое соединение с фиксированием максимальной нагрузки. Для каждого варианта испытывали 50 склеенных образцов. Прочность адгезионного соединения определяли по формуле
, (4.11.)
где P - разрушающая нагрузка, Н;
F - площадь образца, м2 .
Прочность адгезии композиций на основе пластмассы бутакрил к поверхности стали составляет 20 МПа, прочность адгезии композиции на основе пластмассы АСТ-Т - 19,3 МПа, прочность адгезии композиции на основе эпоксидной смолы ЭД-20 - 18,6-23,0 МПа.
Как показали исследования, наибольшими по величине и соответственно наиболее опасными являются термические напряжения, возникающие вследствие разности коэффициентов линейного расширения полимера и металла. Такие напряжения могут быть определены расчетным путем по формуле
, МПа. (4.12.)
Здесь 
- коэффициент линейного расширения полимера, 1/град;
- то же металла, 1/град;
Т - перепад температуры, К
- модуль упругости полимера, Н/м2;
- коэффициент Пуассона полимера;
, (4.13.)
где Тс - температура склеивания полимера;
Тр - рабочая температура.
Для композиций на основе акриловых пластмасс (бутакрила и АСТ-Т) были определены следующие необходимые физические характеристики: 
1/град, Тс=70о С, ЕП = 1,4*109 Н/м2, 
Для композиции на основе эпоксидной смолы ЭД-20 физические характеристики следующие: 
1/град, Тс = 70о С, ЕП = 1,4*109 Н/м2,
Внутренние “замороженные” напряжения в полимерном покрытии при температуре 20о С составляют:
Гидроцилиндры с полимерными покрытиями по условиям работы могут находиться при температуре -60о С. Внутренние напряжения в полимерных покрытиях при этом будут составлять:
Надежность адгезионного соединения полимерного покрытия с металлом будет обеспечена при выполнении соотношения
(4.14.)
Дополнительно
Проектирование технологии ремонта гидроцилиндров с использованием полимерных материалов
Одно
из направлений повышения эффективности производства - его переоснащение
современной техникой, внедрение передовых технологических процессов и
достижений современной науки.
В
лесной промышленности и лесном хозяйстве таким направлением наряду с увеличением
единичной мощности выпускаемой те ...
Структурная и молекулярная организация генного вещества
Почти полвека тому назад, в 1953 г., Д. Уотсон и Ф. Крик открыли принцип
структурной (молекулярной) организации генного вещества -
дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) [1]. Структура
ДНК дала ключ к механизму точного воспроизведения - редупликации - генного
вещества [2]. Так
возникла новая наука ...