21. Толықтырғыш – матрица бөліну шекарасында жүретін үрдістерді түсіндіріңіз.
Композитті материалдың қасиеттері тек матрица мен толықтырғыштың табиғатына ғана емес, сонымен қатар олардың бөліну шекарасында болатын үрдістерге де байланысты. Бөліну шекарасында болатын үрдістерге жұғу мен адгезияны жатқызады. Жұғу процесі кезінде қатты зат пен жұғатын зат арасында бөліну беті пайда болады. Толықтырғышқа байланыстырғышты жұқтыру- кез-келген композитті дайындау үшін қажетті саты. Жұғу мәнін бетке немесе талшыққа жағылған байланыстырғыштың кішкене тамшысының геометриялық өлшемдері арқылы анықталатын жұғу бұрышымен 𝜃 сипаттайды(1-сурет).
1-сурет.
𝜃 шеттік бұрышының қалыптасуы-кинетикалық процесс. Үрдіс барысында жұғу бұрышы өзінің тепе-теңдік мәніне 𝜃теп жеткенше өзгереді, осы мән жұғу сипаттамасы болып табылады(2-сурет).
2-сурет.
тамшының сызықтық өлшемдерін анықтауға
арналған схема.
Тепе-теңдік шеттік бұрыш-өлшеу әдісіне тәуелсіз термодинамикалық өлшем. Ол денелерге әсер ететін тартылу күштеріне тәуелді емес, жанасатын орталардың табиғатына тәуелді(шекарадағы беттік керілу): cos𝜃=(𝛾қг-𝛾қс)/𝛾сг ;
Беттік керілу, сонымен қатар шеттік бұрыш бөліну бетінің күйіне, оның тазалығына өте сезімтал.
Жұғудың шеттік бұрышы термодинамикалық жұғу жұмысын сипаттағанда қолданылады: Wадг=𝛾сг(1+cos𝜃)
мұндағы 𝛾сг-ауамен бөліну шекарасындағы сұйықтың беттік керілуі.
Адгезия-жанастырылған екі әртекті конденсирленген денелер арсында бөліну беті арқылы байланыстардың түзілуі. Полимерлі композиттерде адгезия толтырғыш пен байланыстырғыш арасында болады. әрекеттесетін жұптың қатты компоненті субстрат немесе подложка , ал сұйық күйдегі компонент адгезив деп аталады.
Адгезия беріктілігі адгезияның сандық сипаттамасы, яғни, адгезив пен субстраттың байланысу күштерінің сандық сипаттамасы болып табылады.
22.Пкм алудағы адгезия мен жұғудың ролін түсіндіріңіз.
ПКМ алу барысында маңызды бірінші сатының бірі болып полимер мен толтырғышты араластыру жатады.Осы кезде қалыптасатын ПКМ-нің қасиеттері полимердің толтырғыш бетіне жұғуы және соның салдарынан туатын адгезиялық күштерге тікелей байланысты.Енгізілген толтырғыш материалдың механикалық қасиеттерін арттыру үшін полимер мен қатты дене шекарасында межфазалық едәуір үлкен күштер қалыптасуы шарт.ПКМ ерітінді немесе сұйық фазада қалыптасатындықтан,адгезиялық әрекеттесудің бірінші сатысында ерітіндіден немесе сұйық фазадан полимер молекулаларының қатты заттың шекарасына адсорбциясы жүріп,қатаю процессіне жалғасады.Көп компонентті байланыстырғыштарды қолданған жағдайда адсорбциялық құбылыстардың әсері арта түседі.Бұл жағдайда компоненттердің селективті адсорбциясы жүруі мүмкін.Фазалардың ажырау шекарасында жүретін адсорбциялық құбылыстардың нәтижесінде адсорбциялық қабат түзіледі.Бұл қабат өзінің физика-химиялық қасиеттеріне көлемдегі материалдың қасиеттерінен өзгеше болады.Полимердің адсорбциясы төменгі молекулалық қосылыстардың адсорбциясынан өзгеше,бұл өзгешелік полимерлердің молекулаларының өлшемдерімен,сондай-ақ адсорбция жүретін ерітіндінің концентрациясымен анықталады.Себебі әр түрлі концентрацияда макромолекулалар әр түрлі конформацияны қабылдауы мүмкін.Полимер адсорбциясының негізгі сипаттамалары:адсорбция изотермаларында бастапқы бөліктерінде күрт өсу байқалса,жоғарғы концентрацияларда псевдоқанығу байқалады.Адсорбция кезінде 2-5 моноқабатқа эквивалентті шама анықталады.Ерітіндіден жүретін адсорбцияға еріткіштің сапасы әсер етеді.Жақсы еріткіштерден гөрі нашар еріткіштерде адсорбция қарқындырақ жүреді.Төмен молекулалы фракциялармен салыстырғанда молекулалық массасы жоғары полимерлер үшін қарқындырақ жүреді.Ерітіндіні сұйылту арқылы дисорбцияны жүргізу өте қиын.Конформациялық шектеулердің нәтижесінде полимер қатты бетпен әрекеттескен кезде сол беттің үстінде толығымен жайылмай тек кейбір сегменттер арқылы байланысады.Осындай сегменттердің үлесін Р шамасы арқылы белгілейік.Бұл шама адсорбцияның негізгі сипаттамасын атқарады.Осылайша,полимер тізбегінің сегменттерінің бір бөлігі қатты беттің үстінде орналаса,қалған бөлігі әр түрлі тұзақтар,тізбектің бос ұштары ерітіндінің көлеміне қарай орналасады.Фазалардың ажырау шекарасында полимердің концентрациясы оның көлемдегі концентрациясынан жоғары болады.Егер ерітіндінің концентрациясы төмен болса,онда жылулық қозғалыстардың нәтижесінде макромолекула бірте-бірте қатты заттың бетімен жайылуы мүмкін.Ерітінді концентрациясы артқан сайын адсорбциялық қабаттың құрылымы өзгереді.Бұл жағдайда адсорбциялық қабаттағы полимерлер статистикалық шумақ конформациясында болады.