1468551207

Teoretycznie, w przypadku wartości kąta zwilżania 0 = 180° ciecz charakteryzuje się nieskończenie dużą pracą kohezji i zerową pracą adhezji do powierzchni stałej. W rzeczywistości najczęściej spotyka się stany pośrednie, zatem przyjęto umownie, że jeśli kąt zwilżania ma wartość większą od 9 = 90° uważa się, że ciecz nie zwilża ciała stałego. Zdolność zwilżania żywicą epoksydową czterech różnych powierzchni tworzyw sztucznych: epoksydowej, polietylenowej, teflonowej oraz z polichlorku winylu pokazano na rysunku 6 [1,11). Wyszczególniono również wartości napięcia powierzchniowego dla każdego rodzaju podłoża oraz kleju zwilżającego. Jednoznacznie widać, że mimo niewielkich różnic we wskaźnikach energetycznych podłoża z tworzyw sztucznych (w porównaniu z metalami, dla których są one o ponad rząd większe) zmiana kąta zwilżania, a tym samym właściwości adhezyjnych warstwy wierzchniej jest wyraźna. Metale, część tlenków metali, a także niektóre tlenki niemetali, charakteryzują się bardzo dużymi wartościami napięcia powierzchniowego, tym samym rozpływność na ich powierzchniach jest korzystna, z uwagi na duże wartości pracy adhezji. Przykładem może być platyna, której powierzchnia wykazuje właściwości sprzyjające spontanicznej rozpływności większości cieczy, nawet w temperaturze pokojowej [1].

Rys. 6. Różnice w zwilżalności powierzchni tworzyw sztucznych żywicą epoksydową [1,11]

Fig. 6. Differences in wettability of plastics surfaces with epoxy resin

[1.11]

Zwilżalność oraz zdolność do rozpływności na powierzchni ciała stałego zależą nie tylko od średniego napięcia powierzchniowego całej warstwy wierzchniej, ale również od układu cząsteczek znajdujących się najbliżej cieczy zwilżającej [1]. Bezpośredni wpływ na wartość kąta zwilżania ma ste-reometria powierzchni, głównie jej chropowatość (rys. 7 a) oraz homogeniczność podłoża (rys. 7 b) na granicy trzech faz [1].

BTBTBBB

Rys. 7. Zależność kąta zwilżania: a - od topografii oraz homogenicz-ności, b - podłoża na granicy trzech faz [1]

Fig. 7. Relationship between contact angle and topography (a) and homogeneity (b) of three phases interface [1]

Czynniki technologiczne

Uzyskanie poprawnego połączenia klejowego wymaga uwzględnienia czynników materiałowych (struktura i właściwości klejów oraz materiałów klejonych), technologicznych (stopień przygotowania powierzchni elementów, sposób przygotowania i nanoszenia masy klejowej, warunki utwardzania spoiny klejowej), konstrukcyjnych (sposób obciążenia, geometria i symetryczność połączenia, ukształtowanie elementów złącza) oraz warunki eksploatacyjne pracy złączy (agresywność środowiska, zakres temperatur, wielkość i charakter naprężeń) [1, 3, 8, 13]. Wpływ poszczególnych czynników na uzyskanie poprawnego połączenia klejowego pokazano na rysunku 8 [1],

Spośród czynników technologicznych szczególnie ważnym etapem, decydującym o funkcjonalności złącza, jest odpowiedni dobór kleju [1, 3, 13]. Zależy od niego przede wszystkim wytrzymałość mechaniczna połączenia, ale także odporność na działanie wysokich temperatur, zdolność do odkształceń sprężystych, możliwość pracy w niekorzystnych warunkach środowiskowych (wilgoć, promieniowanie słoneczne, bezpośredni kontakt z substancjami chemicznymi). Coraz większa różnorodność klejów dostępnych na rynku sprawia, że dobór właściwego spoiwa staje się prawdziwym wyzwaniem. Istnieją dwa podstawowe sposoby doboru kleju [1]. Pierwszy oparty jest na dokładnym zapoznaniu się z wszystkimi rodzajami klejów i ich właściwościami, a następnie dostosowanie do każdego kleju warunków przygotowania, obróbki i pracy złącza. Działanie takie jest charakterystyczne przy wykonywaniu operacji klejenia po raz pierwszy, zazwyczaj przez projektanta, który nie ma jeszcze odpowiedniego doświadczenia. W efekcie uzyskuje się dużą liczbę rozwiązań, z których wybiera się wersję optymalną. Drugi sposób polega na określeniu wymagań stawianych złączu

Rys. 8. Wpływ poszczególnych czynników na uzyskanie poprawnego połączenia klejowego [1] Fig. 8. Influence of particular factors on obtaining of a correct adhesi

PRZEGLĄD SPAWALNICTWA 8/2008