Основная проблема при использовании свободных пленок заключается в трудности получения качественных образцов, т. к. например, наличие краевых дефектов будет серьезно влиять на точность и воспроизводимость измеренных параметров. Вообще, лучше применять методы испытаний покрытий, нанесенных непосредственно на субстраты.

13.5. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ

Выбор наиболее пригодного экспериментального метода из их разнообразия вызывает определенные вопросы и должен учитывать многие факторы (время, необходимое оборудование, цена), однако наиважнейшим определяющим фактором является цель испытаний. Можно перечислить ряд общих принципов выбора метода испытаний:

1. Если это экспериментально возможно, испытание покрытия на подложке всегда предпочтительнее испытания свободных пленок.

2.Механические свойства всегда зависят от температуры и временных параметров (периодичности, времени, скорости растяжения и т. п.) и часто от влажности. Совершенно необходимо строго контролировать первые два параметра, а также влажность воздуха при испытаниях. Здесь кроется причина ошибок, неадекватности в большинстве технологических тестов, применяемых в промышленности для оценки механических свойств (будут описаны ниже).

3. Если требуется оценка или предсказание долговечности покрытия, то следует измерять и конечные свойства.

Однако, если целью испытаний является изучение процессов высыхания и отверждения или влияние химических (физических) изменений в структуре покрытия (изменение рецептуры, изменения в процессе старения и др.), то динамические испытания при малых нагрузках (деформации) могут дать наибольшую информацию и являются наиболее легкими для интерпретации результатов, исходя из физико химии покрытий. Они также являются более надежными, так как случайные дефекты покрытий менее сказываются в условиях воздействия малых сил или деформаций.

13.6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Существует обширный ряд методов испытаний твердости, гибкости и других свойств, используемых в лакокрасочной промышленности для испытания механических свойств покрытий. Все они достаточно полно описаны в обзорах [52—54], и ниже дается только краткий комментарий с более детальным рассмотрением некоторых хорошо отработанных тестов, которые дают возможность соотнести результаты с такими фундаментальными характеристиками, как вязкоэластические свойства.

13.6.1. Испытания твердости

Как указывал Сато [54], термин твердость неточен. Его смысл характеризует жесткость вещества, т. е. сопротивляемость внешне приложенной с^иле. Это свойство зависит как от величины приложенной силы, так и от скорости ее приложения. Существуют три основных типа измерения твердости: методом вдавливания, методом царапания и маятниковым методом.

13.6.1.1. Измерения твердости методом вдавливания

Этот метод разработан на базе методик Бринеля или Рокуэла, применяемых для резин и пластмасс. Для уменьшения влияния подложки глубина вдавливания должна быть малой ASTM D1474 предусматривает применение прибора Тукона для измерения твердости по Кноопу. Алмазный индентор имеет наконечник узкой ромбоэдрической формы, и покрытие, нанесенное на массивную металлическую или стеклянную подложку, деформируется путем вдавливания индентора под грузом 25 г в течение 18 + 2 с. После удаления груза измеряется длинная диагональ отпечатка, получившегося при вдавливании, и вычисляется число Кноопа (KHN) *. Меркурио [55] построил графики зависимости KHN и модуля Юнга от температуры для покрытий полиметилметакрилата и показал, что оба графика имеют одинаковую форму и значения Тс идентичны (110° С). В работе [56] с использованием прибора автора показано, что твердость, определенная методом вдавливания для ряда термопластичных покрытий, пропорциональна модулю Юнга. Возможно, наиболее чувствительным прибором этого типа является микроиндентор ICI, описанный выше. Недостаток использования точечных конических или призматических инденторов состоит в том, что они приводят к прерывистым полям напряжений в покрытии. Сферический индентор ICI не имеет этого недостатка, так как максимальная глубина вдавливания, составляющая 6 мкм, сводит влияние подложки к минимуму.


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒