Характер разрушения адгезионных соединений

 

Любая система адгезив - субстрат характеризуется не только величиной адгезии, но и типом нарушения связи между компонентами, т.е. характером разрушения. Вопрос о характере разрушения имеет не только теоретический, но и большой практический интерес. Только зная слабые звенья системы, можно искать пути повышения ее работоспособности. Общепринятым является следующая классификация видов разрушений: адгезионное (адгезив целиком отделяется от субстрата), когезионное (разрыв происходит по массиву адгезива или субстрата), смешанное (происходит частичное отделение адгезива от субстрата, частичное разрушение субстрата и частичное разрушение адгезива).

Однако вопрос о классификации оказывается не таким уже простым. Адгезив можно представить состоящим по крайней мере из трех слоев: тончайшего ориентированного слоя на поверхности субстрата, промежуточного слоя, где влияние силового поля поверхности субстрата оказывается значительно ослабленным и, наконец, основной массы адгезива, где влияние поверхности субстрата практически не ощущается. Поэтому следует иметь в виду, что разрыв может произойти по границе между ориентированным и переходным слоем или по основной массе адгезива. В последнее время многие исследователи высказывали мысль о том, что чистого адгезионного разрушения вообще не может быть. Тот вид разрушения, который обычно воспринимается как адгезионный, в действительности не является таковым, а представляет собой разрушение по слою адгезива, непосредственно примыкающему к поверхности субстрата. В соответствии с этими соображениями адгезионным расслаиванием следует считать такое разрушение, которое происходит в ориентированном слое адгезии вблизи поверхности субстрата. Толщина этого слоя адгезива, на который простирается влияние силового поля субстрата, зависит от характера субстрата, условий формирования контакта и других факторов. Однако эта точка зрения разделяется не всеми. Если и не по всей площади контакта, то во всяком случае на отдельных участках адгезив может полностью отделиться от субстрата, не оставив на подложке никаких следов. Особенно вероятен такой исход, когда адгезив плохо смачивает субстрат и на границе контакта остаются пузырьки воздуха и другие дефекты, ослабляющие систему. Кроме того, далеко не всегда адгезив наносится на субстрат в виде раствора. Иногда это может быть вязко-текучая масса или пластичный материал, [6].

Исследование физико-механических характеристик составляющих комбинированного материала

 

Свойства исходных материалов существенно влияют на качество полученного из них многослойного материала. И поэтому все необходимые показатели исходных материалов должны тщательно контролироваться отделом ОТК.

 

Бумага

 

Бумага контролируется по многим показателям. Например, массе квадратного метра, разрушающему усилию в машинном и поперечном направлении, поверхностной впитываемости, относительной влагопрочности и другим.

Контроль качества бумаги проводится по ГОСТ 13525.

В процессе проведения исследований измерены следующие показатели бумаги:

 

Таблица 4.1. Сводная таблица характеристик Архангельской и Троицкой бумаги

Показатели	Архангельская бумага	Троицкая бумага
Масса 1 , г40 240 2
Разрушающее усилие, Н: в машинном направлении в поперечном направлении	40,6 20,1	58,6 20,1
Белизна с оптическим отбеливателем, %	82	90
Гладкость односторонняя, с	100	131
Поверхностная впитываемость, Кобб 3019

Сорность - число соринок на 1 :

Свыше 0,1 до 0,5  включительно не более:

Свыше 0,5 до 1,0  включительно не более:

 

0
Влажность, %	5 26 2

Фольга

 

Контроль качества фольги проводится по ГОСТ 745-2003.

В процессе проведения исследований измерены следующие показатели фольги:

 

Таблица 4.2. Сводная таблица характеристик Саянской и Михалюмовской фольги

Показатели	Саянская фольга	Михалюмовская фольга
Масса 1 , г25 225 2
Смачиваемость	А	С
Запах и привкус, балл	0	1

 

На адгезию очень сильно влияет качество поверхности фольги. Она определяется такими характеристиками как: наличие точечных сквозных отверстий, наличие неотожженной смазки, нарушение пленки окиси алюминия.

На поверхности Михалюмовской фольги видно очень много сквозных отверстий и неоднородность структуры поверхности фольги.

На поверхности Саянской фольги сквозных точечных отверстий гораздо меньше, они меньшего диаметра.

Фотоснимки сделаны с помощью микроскопа Axiostar+, Karl Zeis (производство Германия) и цифрового фотоаппарата Sony Cybershot DSS-S75.

Рабочий микроскоп AXIOSTAR Plus

Малогабаритный,

Встроенная система освещения со стабилизированным блоком питания (6В 20 Вт),

Методы исследования: проходящий свет, светлое и темное поле, фазовый контраст, поляризованный свет, люминесценция

Рис. 4.6. Микроскоп Axiostar+

- Объективы: СР-Ахромат, А-План, Ахроплан (4х/5х; 10х; 20х; 40х; 50хМИ; 63х; 100хМИ)

Окуляры: 10х/18; 10х/20; 16х/16,

Насадки: бинокулярная (угол наклона окулярных трубок - 45° и 30°), бинокулярная с фото / видеовыходом, для двух наблюдателей с подвижной стрелкой,

Револьверное устройство для крепления 4 и 5 объективов,

Координатный стол с керамическим покрытием (право- и левостороннее управление),

Кейс для дорожного варианта (для микроскопа с насадкой 45°),

Автономный осветитель LED, работающий от батареек

 

Полиэтилен

 

Контроль качества ПЭВД проводится по ГОСТ 16337-77.

В процессе проведения исследований измерены следующие показатели полиэтилена:

 

Таблица 4.3. Сводная таблица характеристик ПЭВД и смеси ПЭВД с ПЭНД

Показатели	Саянская фольга	Михалюмовская фольга
Плотность, 0,918 0,0010,918 0,001
Запах и привкус, балл	1	1
Количество включений, шт.	0	2
Показатель текучести расплава, г/10 мин	8,00 0,018,00 0,01

 

Заключение

 

В результате дипломного проектирования изучено производство многослойных упаковочных материалов в условиях реального производства ОАО «Снежинка». Необходимо произвести замену оборудования для производства кашированной фольги.

Исследованы физико-механические характеристики нескольких видов исходных материалов (бумаги, полиэтилена и фольги), применяемых для производства многослойных материалов в лаборатории ОТК.

Исследованы и проанализированы 6 теорий адгезии: механическая, адсорбционная, химическая, диффузионная, электрическая, реологическая.

Исследованы методы контроля качества многослойных материалов, полученных способом каширования: метод определения прочности закрепления печатного рисунка и лакокрасочного покрытия на поверхности алюминиевой фольги, полимерной пленки, бумаги в составе материала комбинированного; метод определения разматываемости материала комбинированного; метод определения сопротивления расслаиванию между фольгой и полимерной пленкой или между полимерными пленками в материале комбинированном; метод определения непрерывности лакокрасочного покрытия

Исследовано влияние физико-механических свойств исходных материалов на качество многослойных упаковочных материалов, используемых для упаковывания мороженого, масла, творога и других продуктов питания, полученных методом каширования.

Проведено исследование состояния поверхности фольги с помощью микроскопа.

По результатам проведенных исследований сделаны выводы и даны рекомендации о подборе исходных материалов для получения качественного кашированного материала.

Для производства кашированной фольги наиболее подходят следующие материалы:

·   Бумага Троицкой бумажной фабрики г. Кондрово с массой 1 квадратного метра 40 г.

·   Полиэтилен высокого давления Казанского ОАО «Органический синтез»

·   Фольга ООО ТД «Русская фольга» г. Саяногорск

Применение этих материалов, а также своевременный входной контроль и контроль готового материала может гарантировать получение качественной кашированной фольги.

 

Список использованной литературы

 

1. ГОСТ 13525.1-79. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на разрыв и удлинения при растяжении. - Взамен ГОСТ 13525.1-68; введ. 1980-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2000. 4 с.

2. ГОСТ 16337-77. Полиэтилен высокого давления. Технические условия; введ. 1979-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 38 с.

3. ГОСТ 745-2003. Фольга алюминиевая. Технические условия. - Взамен ГОСТ 745-79; введ. 2004-09-01. - М.: Изд-во стандартов, 2004. -20 с.

4. ГОСТ Р 52145-2003. Материалы комбинированные на основе алюминиевой фольги. Технические условия; введ. 2004-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 16 с.

5. Ефремов, Н.Ф. Тара и ее производство. - М.: МГУП, 2001 - 312 с.

.   Живых, В. Структура и адгезионные свойства отвержденных эпоксидных смол: выпускная квалификационная работа, МАТИ-РГТУ, 2000 г. - 49 с.

.   Карасев, Ф. О, сколько же открытий чудных/RUSSIAN FOOD MARKET. - 2006. - №6. - С. 28-31.

.   Любешкина, Е. А хотите за 20 копеек, в вафельном стаканчике?/Пакет. - 2005. - №3. - С. 26-31.

.   Субботин, Ю. Лучше фольги может быть только фольга / Пакет. - 2000. - №2. - С. 15-24.