Исследование зависимости прочности клеевых соединений от технологических параметров склеивания при изготовлении верхней одежды (стр. 8 из 18)
При испытании подложек из разнородных материалов подложку с большим модулем упругости зажимают в неподвижном захвате разрывной машины, а подложку с меньшим модулем упругости - в подвижном захвате.
Включают разрывную машину и проводят расслаивание до полного отделения подложек [9].
Образцы, разрушившиеся в ходе испытаний и после них, подлежат визуальному осмотру для определения вида разрушения (адгезионное, когезионное, смешанное). Виды разрушения образцов приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Виды разрушения образцов
| Вид разрушения образца | Наименование вида разрушения | Обозначение вида разрушения |
 | Разрыв подложки | ПР |
 | Когезионное разрушение по материалу | КМР |
 | Когезионное разрушение по клею | ККР |
 | Адгезионное разрушение | АР |
Если в процессе испытания происходит разрыв подложки, то в протокол записывают разрушающее усилие, при котором произошел разрыв. Прочность клеевого соединения при расслаивании (Прас) в ньютонах на метр вычисляют по формуле
, (1.23)где Р - разрушающее усилие, Н;
b - ширина клеевого шва, м.
При этом:
, (1.24)
где Р - среднее арифметическое не менее 50 % наименьших значений максимумов, но не менее 5. Первое максимальное усилие не учитывают;
Рi- разрушающее усилие, Н;
i - число разрушающих усилий;
п - число наименьших значений максимумов;
, (1.25)где b - среднее арифметическое результатов пяти измерений ширины участка клеевого шва по длине нахлеста;
bi- ширина клеевого шва одного образца, м.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее трех параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми устанавливается в нормативно-технической документации на полимерный клей и не должно превышать 10 % [9].
ГОСТ 28966.2-91 Клеи полимерные. Метод определения прочности при отслаивании [10]. Стандарт распространяется на полимерные клеи и устанавливает метод определения прочности при отслаивании клеевых соединений гибких пленочных материалов от жестких листовых и плоских материалов.
Метод заключается в определении нагрузки, разрушающей клеевое соединение, путем измерения усилий, вызывающих отслаивание гибкого пленочного материала от жесткого и приведенных к линейным размерам клеевого шва. Отслаивание проводят под углом 90 или 180° или под заданным углом от 90 до 150°.
Образец, предназначенный для испытания, представляет собой склеенные мягкую и жесткую подложки. Мягкая подложка - гибкие пленочные материалы с модулем упругости от 10-2 до 102 МПа и толщиной от 10 до 1000 мкм. Жесткая подложка - жесткие листовые и плоские металлические и неметаллические материалы толщиной от 1,5 до 10,0 мм.
Предпочтительная толщина жесткой подложки из стали, алюминия, латуни, меди, титана, молибдена и других металлов - 1,5 - 3,0 мм, из дерева, пластмассы - 1,5 - 10 мм, керамики, графита, фанеры - 3 - 10 мм, картона - 1,5 - 3,0 мм. В качестве жесткой подложки используют также бетонные плиты толщиной 8 - 10 мм. Образец, предназначенный для испытания, представляет собой склеенные мягкую и жесткую подложки (рисунок 1.14).
Испытания проводят на машине разрывной, снабженной прибором самопишущим для записи результатов испытания в координатах "усилие - перемещение подвижного захвата" или "усилие - время". При необходимости используют приспособление для испытания под различными углами от 90 до 150°, один из вариантов которого приведен на рисунке 1.15.
Перед испытанием измеряют толщину склеиваемых материалов, длину и ширину клеевого шва. Испытанию подвергают не менее трех образцов [10].
Испытание на отслаивание проводят при скорости передвижения подвижного захвата 100 мм/мин. При разрыве одной из подложек образца испытание проводят при выборочной скорости 30 - 100 мм/мин.
Жесткую подложку образца закрепляют в неподвижном захвате разрывной машины, мягкую подложку - в подвижном. При испытании под углом 180° образец закрепляют непосредственно в захватах разрывной машины. При испытании под углом 90° и под заданным углом от 90 до 150° образец закрепляют через приспособление, которое крепят в неподвижном захвате машины.
а - жесткая подложка; б - мягкая подложка; в - образец для испытания под углом 180°; г - образец для испытания под углом от 90 до 150°
Рисунок 1.14 - Форма и размеры образцов для испытаний
1 - основание; 2 - направляющая; 3 - салазки; 4 - фиксатор; 5 - угломер; 6, 7 - прижимные гайки; планки и винты; 8 - образец; 9 - линейка; 10 - стрелка; 11 - переход; 12 - затяжные гайки
Рисунок 1.15 - Приспособление для отслаивания под различными углами от 90 до 150°
Включают разрывную машину и проводят испытание до полного отслоения мягкой подложки от жесткой. Результаты испытаний рассчитывают по диаграмме самопишущего прибора "усилие - перемещение подвижного захвата" или "усилие - время" в соответствии с приложением.
Прочность клеевого соединения при расслаивании (Прас) в ньютонах на метр вычисляют по формуле
, (1.23)где Р - разрушающее усилие, Н;
b - ширина клеевого шва, м.
При этом:
, (1.24)
где Р - среднее арифметическое не менее 50 % наименьших значений максимумов, но не менее 5. Первое максимальное усилие не учитывают;
Рi- разрушающее усилие, Н;
i - число разрушающих усилий;
п - число наименьших значений максимумов;
, (1.25)где b - среднее арифметическое результатов пяти измерений ширины участка клеевого шва по длине нахлеста;
bi- ширина клеевого шва одного образца, м.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее трех параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми устанавливается в нормативно-технической документации на полимерный клей и не должно превышать 10 % [10].
ГОСТ 14760-69 Клеи. Метод определения прочности при отрыве [11]. Стандарт распространяется на клеи и устанавливает метод определения статической прочности при равномерном отрыве клеевых соединений при нормальной, пониженной и повышенной температурах (от минус 196 до плюс 1200 °С).Сущность метода заключается в определении величины разрушающей силы при растяжении стандартного образца клеевого соединения встык, усилиями, направленными перпендикулярно плоскости склеивания.Предел прочности при отрыве определяют на испытательной машине, позволяющей производить испытание на растяжение и измерять величину нагрузки с погрешностью не более 1 % от измеряемой величины.
Испытания образцов производят в специальном приспособлении, установленном в губках испытательной машины. Схема приспособления приведена на рисунке 1.16.
1 - образец; 2 - захват; 3 - тяга; 4 - шарнирная подвеска
Рисунок 1.16 - Схема приспособления для испытаний на прочность при отрыве клеевых соединений
Приспособление должно обеспечить центрирование образцов таким образом, чтобы линия действия растягивающих усилий совпадала с его продольной осью. Испытания при пониженной и повышенной температурах проводят на машинах, на которых проводят испытания при нормальной температуре, дополнительно оборудованных съемными охладительными или нагревательными камерами для нагрева или охлаждения испытуемых образцов, или на машинах, специально предназначенных для этих целей.
Форма и размеры образца приведены на рисунке 1.17. Для испытания необходимо брать не менее пяти образцов.
Рисунок 1.17. Форма и размеры образцов.
Подготовленный для испытания образец устанавливают в укрепленное на машине приспособление. Испытание проводят постепенным нарастанием нагрузки до разрушения образца. Скорость движения зажима машины должна быть 10 мм/мин. Допускается проведение испытаний при скорости движения нагружающего зажима до 20 мм/мин [11].
Фиксируют наибольшую нагрузку, достигнутую при испытании.
Предел прочности клеевого соединения при отрыве (sотр) в Па вычисляют по формуле:
, (1.26)где Р - разрушающая нагрузка в Н;
F- площадь склеивания в м2, вычисляемая с точностью до 0,05 м2 по формуле:
, (1.27)где d- наименьший диаметр образца в м.
Предел прочности при отрыве вычисляют до третьей значащей цифры.
По результатам испытаний вычисляют среднее арифметическое значение предела прочности:
, (1.28)где n- число испытанных образцов;
siотр - значения пределов прочности образцов.
ГОСТ 17317-88 Кожа искусственная. Метод определения прочности связи между слоями [12]. Стандарт распространяется на искусственную и синтетическую кожу для обуви, одежды, галантереи, технического назначения, состоящую из нескольких слоев, и на обувные дублированные и триплированные материалы и устанавливает метод определения прочности связи между слоями. Сущность метода заключается в расслаивании пробы и определении нагрузки, необходимой для отделения испытуемых слоев друг от друга.