Адгезія епоксидних смол до металів, все про фарбах

Епоксидні смоли застосовуються як адгезиви для металів в несилових конструкціях, а також в якості конструкційних клеїв.

При взаємодії епоксидної смоли з металом на формування адгезійного контакту впливає температурний режим. Смола повинна володіти певною рухливістю, щоб заповнити численні поглиблення на поверхні металу. Тому підвищення температури в момент формування адгезійного контакту викликає зниження в'язкості і сприяє досягнення більш високої адгезійної міцності.

Залежно від кількості затверджувача вели-чину адгезії епоксидних смол зазвичай змінюється по кривій з максимумом. При малому вмісті затверджувача адгезія обумовлена ​​взаємо-дією з поверхнею металу вільних епоксидних груп. Зі збільшенням кількості затверджувача число вільних епоксид-них груп зменшується. Оскільки при цьому знижується і адгезія, можна зробити висновок, що зв'язок утворилися гідроксильних і аминогрупп з поверхнею окисної плівки металу слабкіше, ніж зв'язок епоксидних груп. Епоксидна група сприяє підвищенню ад-гезіі особливо ефективно в умовах, що сприяють рас-криті епоксидного кільця (при введенні речовин, що містять активні атоми водню, наприклад бензидина). Розкриття етіленоксідного циклу супроводжується об-разованием хімічних зв'язків з окисної плівкою металу.

Однак припущення про те, що адгезійні властивості епо-ксідних смол обумовлені головним чином наявністю епоксид-них груп, поділяються не всіма дослідженнями. Є експерименти по залежності смачиваемости полярних поверхонь епоксидними смолами від змісту в смолі гідроксильних груп. Опір зрушенню склеєних епоксидними смолами алюмінієвих зразків прямо пропорційно вмісту гідроксильних груп в епо-ксідних смолах, сценарий фталевий ангідрид. Залежність приведена на малюнку.

Залежність опору зрушенню клейових з'єднань алюмінію від змісту гідроксильних груп в епоксидної смолі (затверджувач - фталевий ангідрид).

Епоксидна, і гідроксильна групи, будучи вельми полярності-ними і реакційноздатними, відіграють велику роль в адгезії епоксидних смол до різних субстратів, в тому числі до ме-Таллі. Роль який з цих груп є найголовніше, однозначно відповісти не можна. Все залежить від конкретних умов - виду та кількості затверджувача, природи поверхні субстрату і інших чинників.

При адгезії полімеру до металу роль хімічної при-пологи адгезиву виявляється вирішальною. Важливо щоб адгезив не просто містив в певній кількості полярні групи, а щоб ці групи мали здатність вступати в інтенсивну взаємодію з поверхневими групами суб-страта, наприклад виконували роль донорів електронів. Чим чіткіше виражені електронодонорні властивості функціональних груп, тим вище їх адгезія до металу. Між атомами металу і вуглеводнями в сі-стем адгезив-субстрат можливі хімічні зв'язки. Між вуглеводнем і металом може виникнути ковалентний зв'язок.

Незважаючи на можливість хімічної взаємодії між металом і вуглеводнями, значно більший інтерес для адгезійних систем представляє механізм взаємодії полімер-них адгезивів з окисної плівкою, що утворюється практично на будь-якої металевої поверхні. Завдяки цьому в багатьох випадках на кордоні полімер-метал можуть виникати іонні зв'язку. Найчастіше цей тип зв'язків реалізується при контакті ме-Таллі з карбоксилсодержащими і гидроксилсодержащими по-Лімер. Між поверхнею металу, покритою гидратированной окисною плівкою, і функціональними групами полімерів можуть виникати різні хімічні зв'язки. Епоксидні смоли з поверхнею металу реагують за схемою:

Відомо що окисні плівки на таких металах, як алюміній, цинк і олово дуже компактні, міцні, мають невелику товщину, відрізняються хорошими захисними властивостями і хорошою сцепляемостью з металом. Окисні плівки на міді, навпаки, відрізняються великою товщі-ной, значною кількістю дефектів і слабким зв'язком з металом. Тому вплив окисних плівок на металах призводить до різних результатів адгезії. У зв'язку з цим застосовують різні способи хімічної обробки поверхні металів.

Експерименти зі склеювання металів полі-мірними адгезивами, нанесення на метали лакофарбових, електро-троізоляціонних і інших покриттів свідчить про те, що довговічність зв'язку полімер - метал залежить у багатьох слу-чаях від таких властивостей полімерів, як термостійкість, коеф-фициент теплового розширення, вологостійкість, озоностойкость, морозостійкість, міцність, модуль пружності і ін. Чим менше розходження коефіцієнтів теплового розширення полімеру і метал-ла, тим стійкіше виявляється адгезионное з'єднання полімер - метал до оздействію високих температур. Напря-вання, що виникають в процесі фор-мування клейових з'єднань і по-критий, також впливають на долговеч-ність зв'язку полімер-субстрат