28. Механічні властивості лакофарбових покриттів.

Механические свойства покрытий во многом связаны с параметрами их структуры и условиями получения. Прочность пленок возрастает с увеличением молекулярной массы полимера, степени кристалличности, числа мостиковых связей (в случае пленок трехмерного строения).

Механические свойства пластифицированных и пигментированных покрытий неоднозначно зависят от содержания пигмента. Немаловажное значение при этом имеют химическая природа, размер и форма частиц пигмента, а также его энергетическое взаимодействие с пленкообразу­ющим веществом. Чешуйчатые и волокнистые пигменты и наполнители в отличие от наполнителей с изометрической формой частиц в большей степени усиливают пленкообразователи и нередко способствуют лучшей деформируемости пленок. Эффект усиления резче проявляется у аморф­ных полимеров, чем у кристаллических.

Прочностные и деформационные свойства покрытий сильно зависят от температуры. С ее повышением наблюдается уменьшение модуля упругости, твердости, прочности при растяжении и изгибе и долговечности покрытий.

Прочностные характеристики покрытий не остаются постоянными при изменении характера окружающей внешней среды. В результате адсорбции поверхностной пленки жидких или газообразных продуктов из внешней среды может происходить как понижение ее прочности, вызванное эффек­тами Ребиндера, так и повышение в результате залечивания локаль­ных микротрещин.

Особенно важна стабильность механических свойств при создании покрытий целевого назначения (морозостойких, износостойких, вибропоглошающих и кавитационностойких).

Морозостойкие покрытия. для изделий и объектов, эксплуатирующихся в северных районах, особенно в условиях Крайнего Севера и Юга ( темпера­тура до -60 С), а также в контакте со сжиженными газами (температура до -200°С) необходимо применять морозостойкие покрытия. Главное тре­бование к ним - отсутствие хрупкости, т.е. сохранение требуемых механи­ческих свойств при низких температурах.

Критерием морозостойкости полимерных материалов служит температура хрупкости Т_хр ,

Износостойкие покрытия. При контакте трущихся поверхностей проис­ходит их разрушение. Абразивную и гидроабразивную эрозию вызывают мел­кие твердые частицы, взвешенные в жидком или газовом потоке. Для защиты изделий от эрозионного разрушения применяют износостойкие покрытия.

Износ - сложный вид механического разрушения материала, возника­ющий в результате трения соприкасающихся поверхностей. Различают уста­лостный износ, обусловленный трением скольжения, и абразивный износ, вызываемый абразивным воздействием (микрорезанием) неровностей по­верхности контактирующих тел.

Вибропоглощающие покрытия. Применение вибропоглощающих или демфирующих покрытий - одно из эффективных средств борьбы с виб­рациями и шумом в промышленности и на транспорте. Шум возникает в результате колебаний элементов машин и конструкций в целом, которые особенно значительны в резонансной зоне. Покрытия рассеивают (гасят) энергию колебания подложки и тем самым препятствуют шумообразованию. Это свойство связано с их полимерным состоянием. По механическому поведению полимеры занимают промежуточное положение между упругими твердыми телами и жидкостями. В отличие от первых они не запасают всю работу внешних сил в виде потенциальной энергии; от вторых - не диссипируют ее полностью в теплоту. Для них харак­терно частичное превращение колебательной энергии в потенциальную и ее частичное рассеивание в виде теплоты. Диссипированная энергия проявляет себя как механическое демфирование. Мерой интенсивности демфирования является отношение диссипируемой энергии к максимальной потенциальной энергии, запасенной на протяжении цикла колебаний.

Кавитационностойкие покрытия. Изделия и объекты, контактирующие с движущимися жидкостями и газами (газовые турбины, гидросиловое оборудование ГЭС, гребные винты, днища судов на подводных крыльях, гидротехнические сооружения и др.) при больших скоростях обтекания (30 м/с и более) претерпевают эрозионное разрушение вследствие кавитации поверхности, обусловленной воздействием ударных волн. Эрозионному разрушению подвержены практически все твердые тела, в т.ч. металлы и бетон; эрозионная стойкость последнего особенно низка. При­меняя кавитационностойкие покрытия, можно увеличить сопротивление материалов эрозии и увеличить время работы конструкции.