Kỹ thuật keo dán - Chương 3

Chia sẻ: Nguyễn NHi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

233
lượt xem 73
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CÁC LÝ THUYẾT KẾT DÍNH 3.1. Mở đầu - Xem xét một vài hướng gồm sự đạt được tiếp xúc phân tử tốt ở bề mặt tiếp xúc phân tử phân tử tốt ở bề mặt tiếp xúc keo / vật liệu nền. - Đạt được tiếp xúc bề mặt như vậy là giai đoạn cần thiết nhất trong việc tạo thành mối dán ổn định và bền. - Tiếp theo là sự sinh ra lực kết dính nội qua bề mặt tiếp xúc, bản chất và sự tăng của các lực này là cực kỳ quan trọng. ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật keo dán - Chương 3

nhæîng mao quaín måí ra bãn ngoaìi âæåüc láúp âáöy træåïc hãút do sæû tháúm æåït nhåì phán taïn låïp så cáúp. - Cottington cuîng quan saït tháúy kãút quaí tæång tæû nhæ váûy. - Cheever nghiãn cæïu maìng chuyãøn hoïa photphat keîm vaì xem xeït vãö màût lyï thuyãút nhæ laì mäüt mao quaín trong âoï caïc mao quaín bao gäöm caïc âæåìng càõt. - Mäüt mä hçnh toaïn hoüc vaì váût lyï biãún âäøi tæì phæång trçnh Poiseuille mä taí âáöy âuí sæû chaíy cuía cháút loíng trãn váût liãûu nãön theïp xæí lyï photphat keîm vaì âæa ra aïp suáút mao dáùn âæåüc sinh ra trong maìng photphat keîm khoaíng 0,7 MPa. - Tuy nhiãn täúc âäü traíi tæì aính hæåíng naìy vaì gradient sæïc càng bãö màût khäng cao vaì coï thãø bë che khuáút khi mäüt keo daïn loíng âæåüc eïp traíi qua mäüt bãö màût. - Bascom vaì Patrick cho ràòng aính hæåíng naìy coï thãø âoïng mäüt vai troì trong sæû phán phäúi keo daïn sau khi gia cäng luïc âáöu. Chæång 3 CAÏC LYÏ THUYÃÚT KÃÚT DÊNH 3.1. Måí âáöu - Xem xeït mäüt vaìi hæåïng gäöm sæû âaût âæåüc tiãúp xuïc phán tæí täút åí bãö màût tiãúp xuïc phán tæí phán tæí täút åí bãö màût tiãúp xuïc keo / váût liãûu nãön. - Âaût âæåüc tiãúp xuïc bãö màût nhæ váûy laì giai âoaûn cáön thiãút nháút trong viãûc taûo thaình mäúi daïn äøn âënh vaì bãön. - Tiãúp theo laì sæû sinh ra læûc kãút dênh näüi qua bãö màût tiãúp xuïc, baín cháút vaì sæû tàng cuía caïc læûc naìy laì cæûc kyì quan troüng. 19
- Chuïng phaíi âuí bãön vaì äøn âënh âãø âaím baío ràòng bãö màût khäng âoïng vai troì laì " liãn kãút keïm bãön " trong mäúi näúi hoàûc khi mäúi näúi âæåüc taûo thaình luïc âáöu hoàûc trong thåìi gian sæí duûng noï. - Mäüt vaìi læûc näüi taûi coï thãø âæåüc hçnh thaình qua bãö màût tiãúp xuïc keo daïn (hay keo loït) / nãön nhàòm chè âãún cå chãú kãút dênh, âæåüc thaío luáûn trong chæång naìy. - Nhæ âaî chè ra trong chæång 2, læûc phán tæí åí låïp bãö màût cuía keo daïn vaì váût liãûu nãön aính hæåíng ráút låïn âãún viãûc âaût âæåüc tiãúp xuïc phán tæí täút qua bãö màût tiãúp xuïc vaì læûc phán tæí naìy laì cå chãú kãút dênh chuí yãúu, âæåüc goüi laì thuyãút biãún daûng háúp thuû. - Tuy nhiãn chè 1 trong 4 cå chãú kãút dênh chênh âæåüc âãö nghë: a- Kãút dênh cå hoüc b- Thuyãút phán taïn c- Thuyãút âiãûn d- Thuyãút háúp thuû - Nhiãöu nàm qua coï nhiãöu nghiãn cæïu vãö cå chãú kãút dênh, nhæng hiãûn nay thuyãút háúp thuû âæåüc duìng räüng raîi nháút. - Nhæîng thuyãút khaïc thêch håüp trong nhæîng hoaìn caính nháút âënh vaì thæåìng coï sæû chi phäúi âãún læûc kãút dênh näüi hçnh thaình åí bãö màût tiãúp xuïc. - Coï nhiãöu âiãöu coìn chæa roî trong quan niãûm vãö cå chãú kãút dênh phaït sinh do caïc phæång phaïp kiãøm tra thæåìng âæåüc duìng âãø âo âäü bãön mäúi daïn khäng thêch håüp làõm khi xaïc âënh âäü låïn cuía læûc kãút dênh näüi hçnh thaình åí bãö màût tiãúp xuïc keo/nãön. 20
- Do váûy màûc duì læûc kãút dênh näüi aính hæåíng âãún âäü bãön mäúi daïn nhæng chuïng thæåìng bë lu måì båíi caïc chi phäúi khaïc. Vç váûy thäng tin vãö âäü låïn cuía læûc naìy thæåìng chè thu âæåüc giaïn tiãúp, hoàûc bàòng caïch duìng cå chãú gaîy liãn tuûc. 3.2. Caïc lyï thuyãút kãút dênh 3.2.1. Lyï thuyãút kãút dênh cå hoüc 3.2.1.1. Måí âáöu - Thuyãút naìy âàûc biãût âãö nghë yãúu täú cå hoüc hay sæû kãút dênh cuía keo daïn vaìo nhæîng chäù khäng âäöng nháút cuía bãö màût nãön laì yãúu täú chuí yãúu aính hæåíng âãún kãút dênh näüi. - Mäüt vê duû vãö kãút dênh cå hoüc laì yãúu täú quan troüng nháút laì sæû sæí duûng häùn häúng thuíy ngán âãø traïm ràng. Caïc nha sé khoan ràng âãø taûo läù ink-bottle tæång âäúi räüng, træåìng håüp lyï tæåíng khi goïc
- Trong træåìng håüp anod hoïa håüp kim nhäm mäüt bãö màût coï läù räùng sáu vaì våïi nhiãöu cáúu truïc räùng hån, keo daïn thæåìng thám nháûp maûnh vaìo táûn âaïy läù vaì do váûy mäüt vuìng bãö màût tiãúp xuïc "composit" âæåüc taûo thaình. - Vuìng häùn håüp naìy coï modun vaì âäü bãön trung gian giæîa keo daïn polyme vaì oxyt, âiãöu naìy coï êch cho quan âiãøm âäü bãön vaì âäü cæïng mäúi näúi. - Xem xeït qui luáût kãút dênh cå hoüc træåïc tiãn thaío luáûn váún âãö kãút dênh cå hoüc tháût sæû coï xaíy ra hay khäng vaì thæï hai laì noï coï aính hæåíng âãún âäü bãön vaì âäü äøn âënh cuía bãö màût tiãúp xuïc hay khäng? (âæåüc xem xeït trong 8.3.3.2). - Ngoaìi ra, mäüt säú cäng trçnh cho ràòng sæû tàng âäü nhaïm cuía bãö màût váût liãûu nãön seî laìm tàng âäü bãön cuía mäúi daïn. Nhæ váûy cáu hoíi âæåüc âàût ra åí âáy laì : Coï phaíi kãút dênh cå hoüc aính hæåíng âãún âäü bãön näúi cuía bãö màût tiãúp xuïc hay do nguyãn nhán naìo khaïc? 3.2.1.2. Sæû maû kim loaûi cuía cháút deío - Træåìng håüp kãút dênh cå hoüc coï thãø chi phäúi âãún kãút dênh näüi laì sæû maû kim loaûi cuía cháút deío. - Cháút deío nãön naìy âæåüc xæí lyï hoïa hoüc træåïc khi maû kim loaûi. Mäüt säú taïc giaí cho ràòng sæû kãút dênh cuía váût liãûu nãön polyme âæåüc maû kim loaûi laì mäüt chæïc nàng cuía tênh cháút bãö màût. - Tuy nhiãn mäüt säú taïc giaí khaïc cho ràòng vai troì laìm tàng sæû oxy hoïa cuía bãö màût plastic thäng qua båíi sæû xæí lyï træåïc khi maû, âoïng vai troì quan troüng âäúi våïi tæång taïc læûc bãö màût. 22
- Quan âiãøm tæång tæû xuáút hiãûn do nhæîng thuyãút nàng læåüng tæí cuía Perrins vaì Pettett kiãøm tra sæû kãút dênh cuía låïp âäöng âæåüc maû trãn PP. - Hoü kãút luáûn ràòng sæû kãút dênh âæåüc hçnh thaình båíi kãút dênh cå hoüc. Sæû khoeït vaì càõt (tiãûn) chán ràng trãn bãö màût polyme phuû thuäüc vaìo sæû coï màût cuía traûng thaïi vä âënh hçnh trong polyme dãù daìng bë táún cäng båíi acid àn moìn hån polyme tinh thãø. - Tuy nhiãn âãø âaût âæåüc kãút quaí khaí quan thç caïc liãn kãút hoïa hoüc åí bãö màût tiãúp xuïc (oxyt âäöng/ hyâroperoxyt) cuîng âæåüc hçnh thaình. - Hån næîa nhæîng cäng trçnh cuía hoü cuîng cho tháúy sæû chi phäúi cuía kãút dênh cå hoüc vaì aính hæåíng cuía liãn kãút hoïa hoüc åí bãö màût tiãúp xuïc âäúi våïi kãút dênh näüi. - Theo thuyãút cuía Andrews vaì Gent, Schultz vaì Wave cho ràòng aính hæåíng cuía kãút dênh cå hoüc vaì aính hæåíng cuía liãn kãút hoïa hoüc bãö màût tiãúp xuïc âãún âäü bãön mäúi näúi vaì âæåüc biãøu diãùn bàòng phæång trçnh: Âäü bãön mäúi näúi = hàòng säú * læûc liãn kãút hoïa hoüc åí bãö màût tiãúp xuïc * læûc kãút dênh cå hoüc - Nãúu xæí lyï bãö màût thêch håüp thç kãút dênh åí âáy chuí yãúu theo cå chãú kãút dênh cå hoüc. 3.2.1.3. Bãö màût âæåüc laìm nhaïm cå hoüc - Tæì thæûc nghiãûm tháúy ràòng mäüt vaìi kiãøu maìi moìn cå hoüc seî laìm tàng âäü bãön mäúi näúi. - Tuy nhiãn nhæîng phæång phaïp xæí lyï âoï noïi chung âãöu khäng hàón taûo âæåüc hçnh daûng bãö màût våïi caïc läù thêch håüp cho sæû hçnh thaình kãút dênh cå hoüc våïi keo. 23
- Trong cäng nghiãûp maìi moìn cå hoüc coìn coï taïc duûng táøy saûch caïc taïc nhán, dáöu maïy, måî, gè, . . .táøy saûch låïp liãn kãút yãúu laìm máöm mäúng gáy nãn sæû phaï huíy mäúi näúi khi coï taíi troüng vaì giuïp cho quaï trçnh tháúm æåït täút. - Cuîng coï yï kiãún cho ràòng maìi moìn cå hoüc laìm tàng âäü bãön mäúi näúi coï thãø laì do diãûn têch vuìng tiãúp xuïc bãö màût låïn hån, thæåìng 5 - 30 % hoàûc do thay âäøi sæû phán bäú æïng suáút åí bãö màût tiãúp xuïc cuía mäúi näúi hoàûc ngàn caín caïc vãút næït nhoí taûi gáön bãö màût tiãúp xuïc khäng cho noï phaït triãøn nhanh nhæ åí bãö màût tiãúp xuïc phàóng, nhàôn. - Do váûy maìi moìn laìm tàng sæû kãút dênh cå hoüc ráút nhiãöu. 3.2.1.4. Bãö màût daïn âæåüc laìm nhaïm hoïa hoüc - Trong khi maìi moìn cå hoüc dæåìng nhæ khäng taûo mäüt bãö màût thêch håüp cho kãút dênh cå hoüc xaíy ra våïi mæïc âäü âaïng kãø thç ngæåüc laûi xæí lyï hoïa hoüc coï thãø taûo âæåüc. - Arrowsmith âaî nghiãn cæïu sæû kãút dênh cuía táúm âäöng âuïc âiãûn (daìy 35 µm) våïi caïc táúm epoxy gia cæåìng såüi thuíy tinh duìng laìm maûch in. Äng âaî thay âäøi âiãöu kiãûn âuïc âiãûn âäúi våïi nãön kim loaûi âãø cho mäüt vaìi hçnh daûng bãö màût vaì cuîng âo âæåüc âäü bãön taïch cuía caïc mäúi näúi khaïc nhau. Kãút quaí âæåüc täøng kãút trong baíng 3.1/62. - Mäüt säú baìi baïo cuía Packham cuîng nháún maûnh âäü bãön mäúi näúi coï thãø tàng lãn khi hçnh daûng bãö màût "vi såüi" âæåüc taûo thaình. - Khi nghiãn cæïu sæû kãút dênh cuía PE (keo noïng chaíy) våïi nãön kim loaûi hoü tháúy ràòng âäü bãön taïch cao âaût âæåüc khi bãö màût nãön âæåüc oxy hoïa coï cáúu truïc vi såüi ráút 24
nhaïm (Hçnh 3.3a / 64) laì aính chuûp tæì kênh hiãøn vi âiãûn tæí cuía bãö màût âäöng âæåüc xæí lyï trong dung dëch oxy hoïa taûo nãn âäü bãön mäúi näúi cao. - Khi caïc såüi bë phaï huíy seî laìm giaím khaí nàng kãút dênh hoïa hoüc cuía nãön våïi âiãöu kiãûn baín cháút hoïa hoüc cuía nãön khäng thay âäøi âaïng kãø, nhæ váûy âäü bãön mäúi näúi seî giaím maûnh. 3.2.1.5. Vai troì phán taïn nàng læåüng cuûc bäü - Nhæ âaî noïi åí trãn, âäü nhaïm, xuì xç cuía bãö màût coï thãø laìm tàng âäü bãön mäúi näúi, âäü bãön âoï khäng nháút thiãút phaíi tæì cå chãú kãút dênh cå hoüc hoàûc tàng diãûn têch bãö màût mäúi daïn hoàûc caíi thiãûn sæû tháúm æåït. - Âäü bãön mäúi näúi âo âæåüc phaín aính 2 thäng säú: + Kãút dênh näüi + Nàng læåüng âaìn nhåït, uäún deío trong thãø têch biãún daûng cao xung quanh vãút næït trong mäúi näúi, coï nghéa laì uäún cong nãön mãöm deío - Mäüt vaìi taïc giaí cho ràòng âäü nhaïm bãö màût cao laìm tàng nàng læåüng âaìn nhåït vaì uäún deío trong quaï trçnh phaï huíy mäúi näúi. - Evans âaî aïp duûng thuyãút vãö âäü bãön cuía váût liãûu composit gia cæåìng såüi âäúi våïi træåìng håüp naìy. - Äng âaî xæí lyï / xem bãö màût tiãúp xuïc oxit duìng såüi / PE nhæ laì mäüt composit våïi caïc såüi liãn tuûc trong nãön nhæûa. - Khi composit naìy chëu æïng suáút, æïng suáút phaíi truyãön tæì nãön sang såüi vaì ngæåüc laûi. Âiãöu naìy dáùn âãún æïng suáút keïo trong såüi laì cæûc âaûi åí vuìng giæîa vaì æïng suáút xeï giæîa såüi vaì nãön laì låïn nháút åí hai âáöu. 25
- Do váûy bàòng caïch tæång tæû vaì taûo caïc vi såüi âuí bãön thç coï thãø taûo nãn æïng suáút xeï cao åí 2 âáöu cuía såüi. - Do âoï sæû phaï huíy mäúi näúi coï thãø xaíy ra do sæû biãún daûng deío cuía polyme luïc âáöu xung quanh caïc âáöu såüi sau âoï khi æïng suáút táûp trung âæåüc phán taïn thç noï âi vaìo khäúi polyme. - Do váûy so våïi bãö màût coï hoïa tênh tæång tæû, nhàôn, trong quaï trnh phaï huíy thãø têch polyme chëu sæû biãún daûng deío âoï låïn hån nhiãöu âiãöu naìy giaíi thêch taûi sao âäü bãön mäúi näúi cao hån. Hçnh 3.4 / 65.Bãö màût bë hæ hoíng cuía mäúi näúi PE / âäöng qua kênh hiãøn vi âiãûn tæí queït. - Toïm laûi trong mäüt säú træåìng håüp kãút dênh cå hoüc chi phäúi âãún cå chãú kãút dênh. - Tuy nhiãn nãön cáön âæåüc xæí lyï taûo hçnh daûng bãö màût thêch håüp. - Noïi chung khi tàng âäü nhaïm cuía bãö màût váût liãûu daïn thç laìm tàng âäü bãön mäúi näúi vç: + Taïch âi låïp keïm bãön trãn bãö màût. + Caíi thiãûn sæû tiãúp xuïc bãö màût, sæû tháúm æåït täút hån, diãûn têch bãö màût tiãúp xuïc låïn hån. + Tàng sæû phán taïn nàng læåüng trong mäúi näúi keo. 3.2.2. Thuyãút phán taïn 3.2.2.1. Måí âáöu - Voytski laì ngæåìi taïn thaình chuí yãúu cuía thuyãút phán taïn cuía sæû kãút dênh âaî phaït biãøu ràòng kãút dênh näüi cuía caïc polyme våïi chênh noï hoàûc våïi caïc polyme khaïc laì do sæû phán taïn cuía caïc phán tæí polyme qua bãö màût tiãúp xuïc. 26
- Âiãöu naìy âoìi hoíi caïc âaûi phán tæí hoàûc caïc âoaûn maûch cuía polyme (keo daïn vaì nãön) âuí linh âäüng vaì hoìa tan láùn nhau. - Thäng säú hoìa tan: δs ⎛ ∆H v − RT ⎞ 1/ 2 δs = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ V ∆Hv - Nhiãût hoïa håi phán tæí. R - Hàòng säú khê T - Nhiãût âäü tuyãût âäúi. V - Thãø têch mol - Do váûy thäng säú âäü hoìa tan laì chè säú vãö âäü tæång håüp cuía 2 cáúu tæí coï nghéa laì nãúu mäüt polyme vä âënh hçnh vaì mäüt dung mäi coï giaï trë tæång tæû nhau thç chuïng coï thãø taûo thaình 1 dung dëch. - Yãu cáöu polyme vä âënh hçnh laì do nãúu polyme coï mäüt mæïc âäü kãút tinh cao thç nàng læåüng tæû do cuía sæû kãút tinh laìm cho noï khoï hoìa tan trong dung mäi hån. 3.2.2.2. Mä hçnh sæû khuãúch taïn qua bãö màût tiãúp xuïc - Nhæîng thê nghiãûm cuía Vogutski chæïng minh nhæîng âãö nghë cuía äng ta âoï laì: sæû aính hæåíng cuía thåìi gian tiãúp xuïc, nhiãût âäü, loaûi polyme, khäúi læåüng phán tæí vaì âäü nhåït âãún âäü bãön mäúi daïn âo âæåüc. - Äng cho ràòng sæû phuû thuäüc cuía âäü bãön mäúi daïn vaì mäüt vaìi thäng säú naìy tæång tæû nhæ âäúi våïi quaï trçnh khuyãúch taïn vaì do váûy kãút dênh laì kãút quaí cuía sæû phán taïn. 27
- Äng bàõt âáöu tæì luáût dáöu tiãn cuía Fick liãn quan âãún læåüng cháút , phán tæí khuyãúch taïn theo hæåïng x qua 1 âån vë diãûn têch bãö màût âäúi våïi graâien näöng âäü dc/dx vaì thåìi gian t: dw = - Df .dt . dc/dx Df - Hãû säú khuyãúch taïn - træåìng håüp naìy chè coï thãø aïp duûng âäúi våïi sæû khuyãúch taïn åí traûng thaïi äøn âënh khi näöng âäü taûi moüi âiãøm trong hãû khäng thay âäøi theo thåìi gian. - Âáy roî raìng khäng phaíi laì træåìng håüp cuía mäüt âoaûn maûch polyme vaìo vuìng bãö màût cuía nãön polyme. - Viãûc xáy dæûng hay phaï huíy mä hçnh khuyãúch taïn âæåüc âæa ra båíi âënh luáût thæï hai cuía Fick âæåüc biãún âäøi tæì âënh luáût I. - Do váûy Vasenin âaî duìng âënh luáût cuía Fick âãø mä hçnh hoïa âäü sáu cuía sæû thám nháûp cuía phán tæí khuãúch taïn. - Âáöu tiãn äng ta cho ràòng khi caïc máùu keo daïn khuãúch taïn vaìo vuìng bãö màût trong suäút thåìi gian tiãúp xuïc tc, sæû giaím giaï trë hàòng säú khuãúch taïn theo thåìi gian nhæ sau: Df = Dd . tc-β Dd - Hàòng säú âaïnh giaï âäü linh âäüng cuía caïc âaûi phán tæí. β - Hàòng säú xaïc âënh mæïc âäü thay âäøi nhanh choïng theo thåìi gian cuía hãû säú khuãúch taïn Df. β = 0,5 - Tiãúp âoï äng ta cho ràòng chiãöu sáu thám nháûp lp 28
(πD t ) 1/ 2 1/ 2 dc lp = k3 k3 - Hàòng säú âaïnh giaï âäü cæïng (âàûc quaïnh), chiãöu daìi liãn kãút vaì goïc hoïa trë giæîa caïc phán tæí polyme. - Äng ta cho säú maûch phán tæí liãn kãút ngang giæîa keo daïn vaì nãön (Nc): 2/3 ⎛ 2N ⎞ Nc = ⎜ ρ ⎟ ⎜M ⎟ ⎝ ⎠ N - Säú Avogaâro ρ - Máût âäü phán tæí M - Khäúi læåüng phán tæí cuía polyme. - Cuäúi cuìng äng ta cho ràòng: Nàng læåüng bãö màût âo âæåüc (P) dãù laìm âæït vuìng bãö màût tiãúp xuïc tè lãû våïi chiãöu sáu thám nháûp (ip) vaì säú liãn kãút ngang (säú maûch bàõt ngang qua ranh giåïi giæîa caïc pha) (Nc). Do váûy: 2/3 ⎛ 2N ⎞ P = k4 ⎜ ρ ⎟ Dd1/2 tc1/4 ⎜M ⎟ ⎝ ⎠ k4 - Hàòng säú âàûc træng cho âàûc tênh cuía polyme. - Do váûy phæång trçnh liãn quan våïi nàng læåüng bãö màût âo âæåüc (P) âäúi våïi thåìi gian tiãúp xuïc (tc) giæîa caïc váût liãûu vaì våïi khäúi læåüng phán tæí polyme (M) âãø tiãn âoaïn sæû tæû daïn cuía polyizobutylen. - Trong hçnh 3.5 nàng læåüng bãö màût âo âæåüc P cho tháúy chæïc nàng cuía thåìi gian tiãúp xuïc (tc) âäúi våïi polyizobutylen coï caïc khäúi læåüng phán tæí khaïc nhau. - Sæû phuì håüp giæîa caïc kãút quaí thæûc nghiãûm vaì lyï thuyãút laì ráút täút våïi giaï trë P tuán theo sæû phuû thuäüc t1/4. 29
- Tuy nhiãn nãn læu yï ràòng giaï trë Dd khäng thãø hoaìn toaìn xaïc âënh vaì âaût âæåüc båíi sæû phuì håüp mäüt loaût dæî liãûu thæûc nghiãûm. - Hçnh 3.6 : Sæû phuû thuäüc (P) vaìo khäúi læåüng phán tæí cuía polyizobutin åí 3 thåìi gian tiãúp xuïc khaïc nhau sæû phuì håüp täút giæîa lyï thuyãút vaì thæûc nghiãûm. - Vê duû nãúu hãû säú khuãúch taïn laì 10-14 cm2/s thç thuyãút Vaïenin cho ràòng - 100 h âãø caïc âoaûn maûch cuía 1 phán tæí polyizobutylen thám nháûp mäüt chiãöu sáu 10 µm. - Tuy nhiãn Voyutskii vaì Vasenin cho ràòng sæû thám nháûp beï hån nhiãöu theo lyï thuyãút váùn coï thãø cho âäü bãön mäúi näúi cao. - Khi aïp duûng lyï thuyãút cuía Vasenin khäng giaíi thêch âæåüc taûi sao quaï trçnh tæû kãút dênh keïm xaíy ra våïi copolyme etylen - propylen → âoï laì nhæåüc âiãøm cuía thuyãút naìy. - Campion cho ràòng thuyãút naìy khäng xem xeït âãún cáúu truïc vaì hçnh daûng phán tæí. - Xeït hai træåìng håüp daïn cao su thiãn nhiãn vaì cao su etylen - propylen-dien, dæûa vaìo cáúu truïc vi mä ta tháúy: trong caí 2 træåìng håüp caïc maûch dëch chuyãøn phäúi håüp âãø taûo mäüt läù âuí låïn âãø tiãúp nháûn âoaûn maûch khaïc cuìng baín cháút hoïa hoüc thám nháûp vaìo (hçnh 3.7/70). - Roî raìng våïi cuìng mäüt kêch thæåïc nháút âënh nãúu 4 âoaûn (màõt xêch) gáön nhau hån thç läù seî khäng âuí låïn âãø sæû tæû kãút dênh xaíy ra theo cå chãú khuyãúch taïn. - Váûy nãúu mæïc âäü chuyãøn âäüng âäöng thåìi/phäúi håüp nhæ nhau thç cao su thiãn nhiãn seî coï nhiãöu läù âuí låïn cho sæû khuyãúch taïn cuía caïc maûch khaïc nhau xaíy ra hån. 30
- Âoï laì do cáúu truïc phán tæí cuía cao su dãù taûo läù hån, coìn cao su etylen - propylen-dien coï cáúu truïc phán tæí êt thuáûn låüi cho viãûc taûo thaình nhæîng läù nhæ váûy → âiãöu naìy giaíi thêch taûi sao tæû kãút dênh keïm cuía cao su etylen - propylen- dien. - Tuy nhiãn mä hçnh cuía Campion khäng âënh læåüng âæåüc sæû aính hæåíng âoï. - Trong thæûc tãú sæû khuyãúch taïn thæåìng xaíy ra âäúi våïi nhæîng polyme coï khaí nàng tæång håüp. - Hãû säú khuyãúch taïn thæåìng khoaíng 10-11 - 10-14 cm2/s theo Voyutskii våïi hãû säú naìy âuí âãø taûo nãn bãö màût tiãúp xuïc chàût cheî giæîa caïc polyme sau mäüt giáy tiãúp xuïc. - Bàòng mäüt säú phæång phaïp phán têch âaî cho tháúy ràòng âäúi våïi nhæîng polyme khäng phán cæûc coï khaí nàng tæång håüp vuìng khuyãúch taïn åí bãö màût tiãúp xuïc sáu ≈ 10 µm nhæng trong træåìng håüp âäü hoìa tan δs cuía 2 polyme khaïc nhau âaïng kãø thç seî khäng coï sæû khuyãúch taïn. 3.2.2.3. Haìn cháút deío - Mäüt lénh væûc maì sæû khuyãúch taïn láùn nhau âoïng mäüt vai troì quan trong trong kyî thuáût cháút deío âoï laì haìn caïc cháút deío khi caïc cháút deío coï âäü hoìa tan nhæ nhau. - Caïc maûch polyme åí caïc låïp bãö màût coï âuí âäü linh âäüng âãø khuyãúch taïn láùn nhau bàòng caïch duìng nhiãût âäúi våïi vuìng âæåüc daïn hay duìng dung mäi thêch håüp. + Khi daïn bàòng dung mäi, dung mäi âæåüc tháúm æåït trãn mäüt bãö màût, âãø mäüt luïc räöi gheïp våïi bãö màût kia, giæî dæåïi aïp læûc hoàûc coï thãø gia nhiãût åí vuìng tiãúp xuïc bãö màût. 31
- Yãu cáöu dung mäi laì laìm mãöm deío maûnh bãö màût polyme tàng maûnh thãø têch tæû do vaì do váûy laìm tàng âäü linh âäüng cuía caïc naûch polyme åí vuìng bãö màût tiãúp xuïc, laìm tàng täúc âäü vaì mæïc âäü khuyãúch taïn cuía caïc maûch polyme. 3.2.2.4. Bãö màût tiãúp xuïc polyme/kim loaûi - Bàòng mäüt säú phæång phaïp phán têch ngæåìi ta âaî khaío saït bãö màût tiãúp xuïc âäöng/ polyimit vaì tháúy vuìng bãö màût sáu ≈ 0,1 µm do coï sæû khuãúch taïn xaíy ra. - Tuy nhiãn ngoaìi ra coìn coï sæû háúp phuû hoïa hoüc taûo nãn læûc kãút dênh näüi nhæng cå chãú naìy âæåüc tàng cæåìng båíi sæû khuãúch taïn cuía caïc nguyãn tæí âäöng trãn vuìng bãö màût imit. * Toïm laûi, sæû khuyãúch taïn qua laûi cuía caïc maûch polyme qua bãö màût tiãúp xuïc polyme/polyme âoìi hoíi caïc polyme (keo vaì nãön) phaíi coï khaí nàng hoìa tan láùn nhau vaì caïc âaûi phán tæí hoàûc caïc âoaûn maûch phaíi coï âuí âäü linh âäüng. - Thæåìng xaíy ra trong dung mäi elastomer vaì daïn bàòng dung mäi âäúi våïi caïc cháút deío vä âënh hçnh, coï khaí nàng tæång håüp. - Tuy nhiãn nãúu âäü hoìa tan cuía chuïng khäng giäúng nhau hay mäüt polyme coï mæïc âäü kháu maûch kãút tinh cao hoàûc tháúp hån nhiãût âäü hoïa thuíy tinh thç kãút dênh theo cå chãú khuyãúch taïn dæåìng nhæ khäng xaíy ra. - Trong caïc træåìng håüp bãö màût tiãúp xuïc polyme/kim loaûi coï xaíy ra sæû khuãúch taïn láùn nhau vaì hçnh thaình vuìng bãö màût tiãúp xuïc. - Nhæng taïc duûng tàng cæåìng kãút dênh åí bãö màût tiãúp xuïc do tàng mæïc âäü háúp phuû cuía polyme hån laì sæû khuyãúch taïn âån thuáön. 3.2.3. Lyï thuyãút âiãûn 32
3.2.3.1. Måí âáöu - Nãúu nãön vaì keo daïn coï cáúu truïc daíi electron khaïc nhau thç coï sæû truyãön âiãûn tæí khi tiãúp xuïc âãø âaût mæïc âäü Fermi cán bàòng âiãöu naìy seî taûo nãn låïp âiãûn têch keïp åí bãö màût tiãúp xuïc. - Lyï thuyãút kãút dênh âiãûn vãö cå baín do Deryaguin vaì caïc cäüng sæû âæa ra. Hoü cho ràòng læûc ténh âiãûn xuáút hiãûn do sæû tiãúp xuïc nhæ váûy hoàûc coï thãø tiãúp xuïc coï thãø chi phäúi âãún kãút dênh näüi. - Sæû tranh luáûn âæa âãún kãút luáûn cuäúi cuìng laì læûc ténh âiãûn laì mäüt nguyãn nhán quan troüng hån laì mäüt kãút quaí cuía âäü bãön mäúi näúi cao. 3.2.3.2. Nghiãn cæïu cuía Deryaguin - Äng ta xem hãû thäúng keo/nãön laì mäüt thiãút bë têch âiãûn, noï âæåüc têch âiãûn do sæû tiãúp xuïc cuía 2 váût liãûu khaïc nhau. - Sæû taïch caïc pháön cuía thiãút bë têch âiãûn naìy khi phaï våî bãö màût tiãúp xuïc dáùn âãún sæû taïch âiãûn têch vaì âiãûn thãú khaïc nhau, seî laìm tàng âãún khi xaíy ra sæû phoïng âiãûn. - Sæû kãút dênh âæåüc cho laì do sæû täön taûi cuía caïc læûc háúp dáùn qua låïp âiãûn têch keïp vaì nàng læåüng Ac cáön thiãút âãø taïch bãö màût tiãúp xuïc: 2 hε ⎛ dν c ⎞ ⎜ ⎟ Ac = c d ⎜ dh ⎟ 8π ⎝c ⎠ νc : âiãûn thãú åí khoaíng phoïng âiãûn. εd : hàòng säú âiãûn mäi - Hiãûn nay ngoaûi træì åí aïp suáút tháúp, thuyãút naìy yãu cáöu sæû thay âäøi (biãún thiãn) cäng kãút dênh âo âæåüc våïi aïp suáút khê trong âoï pheïp âo phaï huíy keo daïn âæåüc duìng. 33
- Do váûy äng ta tiãún haình nhæîng thê nghiãûm trãn bãö màût tiãúp xuïc polyvinylclorua hoïa deío/thuíy tinh, cao su thiãn nhiãn/ thuíy tinh vaì cao su thiãn nhiãn/theïp trong mäi træåìng khê argon hoàûc khäng khê åí caïc aïp suáút khaïc nhau vaì cho kãút quaí åí baíng 3.2/75. - Nhæ âaî biãút ngoaûi træì åí aïp suáút tháúp, sæû phuû thuäüc nàng læåüng bãö màût vaìo aïp suáút khê vaì caïc giaï trë cäng theo lyï thuyãút Ac âãø taïch caïc bãö màût trong phæång trçnh 3.8 phuì håüp våïi kãút quaí thæûc nghiãûm. - Tuy nhiãn mäüt vaìi váún âãö näøi cäüm xuáút hiãûn våïi nhæîng thê nghiãûm naìy vaì nhæîng sæû tênh toaïn. - Âa säú nàng læåüng bãö màût âo âæåüc biãøu diãùn (âàûc træng) nàng læåüng taïch do sæû phaín æïng tênh âaìn deío vaì nhåït cuía caïc váût liãûu vaì nàng læåüng naìy khäng nãn xem tæång tæû våïi nàng læåüng âiãûn. 3.2.3.3. Nghiãn cæïu cuía Weaver - Äng ta âaî duìng phæång phaïp “caìo” âãø kiãøm tra sæû kãút dênh cuía mäüt vaìi maìng kim loaûi (dæåïi chán khäng) lãn mäüt säú nãön polyme caïch âiãûn. - Weaver cho ràòng theo thåìi gian âäü bãön næït cuía bãö màût tiãúp xuïc kim loaûi/polyme tàng maûnh âäúi våïi âäöng, baûc hoàûc maìng phuí vaìng vaì tàng êt hån âäúi våïi nhäm. - Âiãöu naìy cho tháúy khäng coï sæû liãn quan âãún baín cháút cuía nãön polyme, màûc duì mäüt vaìi polyme nhæ PP vaì polytetrafluoetylen coï aính hæåíng êt hån nhiãöu so våïi nhæîng polyme khaïc nhæ polycacbonat vaì polymetylmetacrilat. - Nhæîng nghiãn cæïu træåïc âáy trãn maìng kim loaûi, thuíy tinh cho tháúy ràòng sæû tàng âäü bãön næït theo thåìi gian cuía bãö màût tiãúp xuïc kim loaûi/thuíy tinh laì do tàng 34
sæû oxy hoïa cuía bãö màût kim loaûi theo thåìi gian dáùn âãún liãn kãút åí bãö màût tiãúp xuïc bãön hån, coï thãø do mäüt liãn kãút oxyt giæîa kim loaûi vaì thuíy tinh våïi 1 oxy nguyãn tæí âoïng vai troì nhæ mäüt cáöu näúi. - Thê nghiãûm quan troüng âæåüc xem xeït laì sæû làõng cuía kim loaûi vaìo bãö màût polyme theo thåìi gian máùu tàng âäü bãön bãö màût tiãúp xuïc âo âæåüc vaì do váûy âãø thay thãú polyme trong buäöng chán khäng vaì phåi saïng âãø noï phoïng âiãûn phaït saïng trong vaìi phuït. - Sæû phoïng âiãûn phaït saïng âãø khäng coï sæû thay âäøi âäü bãön âo âæåüc cuía âäöng phuí trãn thuíy tinh, nåi maì quanh liãn kãút hoïa hoüc chênh coï mäüt låïp oxyt nhæng âäúi våïi âäöng trãn polymetylmetacrilat âäü bãön bãö màût tiãúp xuïc cao âæåüc tàng theo thåìi gian laûi bë giaím âãún mæïc ban âáöu vaì bàõt âáöu xáy dæûng laûi theo thåìi gian næîa. - Weaver kãút luáûn ràòng caïch maì sæû phoïng âiãûn ion hoïa laìm máút âi sæû kãút dênh tàng khàóng âënh baín cháút âiãûn cuía sæû kãút dênh tàng màûc duì cå chãú chênh xaïc cuía sæû truyãön âiãûn têch giæîa maìng vaì nãön váùn chæa âæåüc xaïc âënh. - Deryaguin vaì Raff Sharan âãö nghë ràòng cå chãú truyãön âiãûn tæí tæì kim loaûi sang polyme âãø âaût âãún cán bàòng mæïc Fermi laì kãút dênh näüi âiãûn tæí, nhæng Weaver cho ràòng âáy laì quaï trçnh khaï nhanh màûc duì noï coï thãø giaíi thêch sæû kãút dênh ban âáöu, nhæng noï khäng thãø giaíi thêch sæû hçnh thaình kãút dênh cháûm theo thåìi gian. - Cuäúi cuìng theo cå chãú cuía Deryaguin âäü låïn cuía caïc âiãûn têch dëch chuyãøn vaì do váûy keo daïn phuû thuäüc træûc tiãúp vaìo chiãöu cao haìng raìo nàng læåüng åí bãö màût tiãúp xuïc kim loaûi/polyme. 3.2.3.4. Bçnh luáûn vãö thuyãút âiãûn 35
- Mäüt vaìi âaïnh giaï quan troüng cuía lyï thuyãút âiãûn aính hæåíng âãún kãút dênh näüi âæåüc tàng. - Sæû caíi thiãûn vãö sæû kãút dênh cuía caïc táúm kim loaûi moíng âaût âæåüc kyí luûc nãúu váût liãûu nãön caïch âiãûn phuû thuäüc vaìo sæû phoïng âiãûn phaït saïng åí aïp suáút tháúp træåïc khi phuí. - Stoâart cho ràòng khäng coï sæû têch âiãûn màût cuía váût liãûu nãön bë thay âäøi. - Cå chãú daïn vaì táöm quan troüng tæång âäúi cuía sæû aính hæåíng ténh âiãûn pháön naìo coìn må häö. - Wake cho ràòng trong khi baín cháút mang âiãûn têch trong polyme khäng roî raìng thç noï cho tháúy ràòng phuû gia vaì taûp cháút coï thãø aính hæåíng ráút nhiãöu âãún khaí nàng taûo låïp âiãûn têch keïp cuía chuïng. - Skinner âaî tênh toaïn âäü bãön keïo cuía mäúi näúi kim koaûi/polyme, âäúi våïi máût âäü âiãûn têch giåïi haûn 1017, 1019 vaì 1021 electron/m3 tæång æïng våïi giaï trë âäü bãön mäúi näúi 0,4 KPa, 40 KPa vaì 4 MPa. - Tuy nhiãn kãút quaí âo âæåüc tæì thê nghiãûm cho tháúy ràòng máût âäü âiãûn têch cæûc âaûi âoìi hoíi 1019 e/cm3 nhæng âäü bãön laì 0,7 MPa. - Robert âaî nghiãn cæu sæû kãút dênh cuía cao su âaî læu hoïa våïi thuíy tinh, thuíy tinh nhäm hoïa vaì nãön theïp vaì âo âæåüc træûc tiãúp máût âäü âiãûn têch bãö màût. - Äng ta kãút luáûn ràòng máût âäü âiãûn têch bãö màût âæåüc biãøu kiãún khi cao su bë taïch ra khoíi bãö màût vaì chuïng âuí âãø háúp dáùn buûi, laìm giaím sæû kãút dênh nãúu sæû tiãúp xuïc sau âoï laûi âæåüc thæûc hiãûn. 36
- Tuy nhiãn sæû chi phäúi cuía chuïng âäúi våïi kãút dênh näüi thæåìng < 10%. Vê duû: Âäúi våïi bãö màût tiãúp xuïc thuíy tinh /cao su thiãn nhiãn sæû chi phäúi cuía låïp âiãûn têch keïp laì 10-5 mJ/m2. - Von Harrach vaì Chapman âaî âo máût âäü âiãûn têch trãn mäüt nãön caïch âiãûn thuíy tinh phuí låïp vaìng, baûc hoàûc âäöng dæåïi mäi træåìng chán khäng tæì âoï cho tháúy sæû aính hæåíng cuía læûc ténh âiãûn âãún cäng kãút dênh. - Baíng 3.3 giaï trë tênh toaïn so våïi cäng kãút dênh nhiãût âäüng Wa cho tháúy chè sæû háúp dáùn bãö màût cuía læûc Vandecvan vaì nàng læåüng bãö màût keïo âo âæåüc khi taïch maìng kim loaûi. - Sæû aính hæåíng cuía læûc ténh âiãûn beï hån nhiãöu so våïi læûc tæång taïc Vandecvan 3.2.3.5. Kãút luáûn - Trong mäüt säú træåìng håüp låïp ténh âiãûn keïp ráút roî rãût. Vê duû: trong træåìng håüp vaìng maû Zirconi (Zr) trãn nãön kãút tinh sunfit cadimi. - Læûc kãút dênh âo âæåüc båíi phæång phaïp ly tám khi âäü roüi vaìo hãû keo thay âäøi. Âiãöu naìy thay âäøi tênh cháút âiãûn cuía nãön quang dáùn CdS vaì do váûy læûc låïp ténh âiãûn keïp åí caïc bãö màût tiãúp xuïc coï thãø âæåüc boí qua nhæîng aính hæåíng khaïc coï nghéa laì læûc Vandecvan khäng coï hiãûu quaí kãút quaí thê nghiãûm vãö säú liãûu phuì håüp våïi quy mä tiãúp xuïc kim loaûi /baïn dáùn. - Tuy nhiãn âäúi våïi nãön/keo tiãu biãøu báút cæï låïp âiãûn têch keïp âæåüc sinh ra khäng aính hæåíng âaïng kãø âãún kãút dênh näüi. - Hån næîa báút cæï hiãûn tæåüng âiãûn naìo quan saït âæåüc trong quaï trçnh phaï huíy mäúi näúi coï thãø xuáút hiãûn do sæû hæ hoíng hån laì gáy nãn sæû kãút dênh giæîa caïc váût liãûu. 37
3.2.4. Thuyãút háúp thuû 3.2.4.1. Måí âáöu - Thuyãút háúp thuû cuía quaï trçnh kãút dênh laì thuyãút âæåüc duìng räüng raîi nháút vaì âãö nghë ràòng tiãúp xuïc phán tæí âæåüc täút âaût âæåüc åí bãö màût tiãúp xuïc thç caïc váût liãûu seî daïn âæåüc våïi nhau nhåì læûc tæång taïc giæîa caïc phán tæí vaì giæîa caïc nguyãn tæí âæåüc hçnh thaình giæîa caïc nguyãn tæí vaì caïc phán tæí åí bãö màût keo vaì nãön. - Læûc phäø biãún nháút laì læûc Vandecvan vaì âæåüc xem laì liãn kãút phuû trong âoï bao gäöm caí liãn kãút hyâro. - Hån næîa nhæîng liãn kãút hoïa hoüc thènh thoaíng coï thãø âæåüc taûo thaình qua bãö màût tiãúp xuïc. Âáy laì sæû háúp thuû hoïa hoüc vaì coï caí nhæîng liãn kãút kim loaûi, cäüng hoïa trë ion åí bãö màût tiãúp xuïc âæåüc hçnh thaình. - Nhæîng loaûi liãn kãút naìy laì liãn kãút hoïa trë chênh. Tãn goüi liãn kãút chênh phuû naìy âäi luïc cuîng phuû thuäüc âäü bãön tæång âäúi cuía liãn kãút. - Âiãöu naìy coï thãø âæåüc âaïnh giaï trong baíng 3.4/79. ÅÍ âáy mäüt vaìi loaûi liãn kãút âæåüc minh hoüa cuìng sæû âaïnh giaï giåïi haûn âäü låïn cuía nàng læåüng liãn kãút cuía chuïng. - Ngæåìi ta cuîng âãö nghë ràòng tæång taïc cho nháûn coï thãø xaíy ra åí mäüt bãö màût tiãúp xuïc vaì coï âäü bãön trung gian giæîa liãn kãút chênh vaì phuû. 3.2.4.2. Tæång taïc læûc liãn kãút phuû a- Måí âáöu -Huntsbeger vaì nhæîng taïc giaí khaïc âaî tênh toaïn læûc háúp dáùn giæîa hai pha phàóng nhåì læûc phán taïn tæì nàng læåüng bãö màût tæû do. 38