Взаимодействие лкм с твердой поверхностью

Общие свойства твердой поверхности:

- чистота поверхности. Поверхность практически всех твердых тел вследствие сорбционной способности содержит различные загрязнения и примеси (адсорбированные газы из воздуха, водяные пары и др.). Типичными загрязнителями металлов являются окислы. Поверхность органических полимерных субстратов (кожи, пластмасс, резины), как правило, загрязнена несовместимыми с полимерами примесями – жирами, восками, а также ингредиентами, вводимыми при синтезе материалов (катализаторы, стабилизаторы, ПАВ и др.);

- макро- и микрорельеф поверхности. Разновидности макрорельефа: волнистость, шероховатость, пористость; рельеф создается также дефектами поверхности - рисками, царапинами, раковинами и т.д. Шероховатость оценивают по ГОСТ 2789 – 73 с учетом высотных и шаговых параметров: Ra – среднеарифметическое отклонение, Rz – высота неровностей по 10 точкам, Rmax – наибольшая высота неровностей и tp – относительная средняя длина профиля. Определено 14 классов шероховатости (чистоты) поверхности. Высшему 14-му классу соответствуют поверхности, имеющие Ra < 0.01 мкм и Rz < 0,05 мкм.

Толщина защитных покрытий должна минимум на 20% превышать максимальную высоту микронеровностей поверхности. Допустимый предел по шероховатости – приемлемой является поверхность не менее 4-го класса чистоты (Ra < 10 мкм, Rz < 40 мкм).

Значительное влияние на качество покрытия оказывает характер смачивания т.е. гидрофильность или гидрофобность поверхности. Как правило, чистые металлические поверхности достаточно хорошо смачиваются подавляющим большинством ЛКМ. Жировые и иные загрязнения ухудшают смачивание, что приводит к плохой адгезии покрытия к подложке. Для обеспечения хорошей адгезии необходима качественная подготовка поверхности – удаление ржавчины, окалины и жиров. Этому же способствует придание поверхности определенной степени шероховатости, так как это увеличивает поверхностную энергию на границе раздела фаз.

Срок службы покрытия определяется используемым способом подготовки поверхности. Например, срок службы покрытия эмалью МЛ-12 (3 слоя), нанесенной по грунтовке ГФ-12 при пескоструйной обработке поверхности-7 лет, при адразивной обработке-9 лет, при обезжиривании-3 года, а при фосфатировании с активатором-12 лет. Активатор способствует формированию на поверхности малопористого мелкокристаллического (5-20мкм) фосфатного слоя с хорошей адгезией к металлу.

Процессы протекающие при пленкообразовании осуществляются:

- в результате химических превращений (полимеризация на поверхности подложки или поликонденсация на поверхности подложки);

- в результате физико-химических превращений (формирование покрытий из растворов полимеров и олигомеров, формирование покрытий из водных дисперсий полимеров, формирование покрытий из органодисперсий полимеров или формирование покрытий из порошковых пленкообразователей.

Структурные превращения пленкообразователей при формировании покрытий достаточно сложны. На формирование первого, примыкающего к подложке слоя в значительной мере сказываются структура поверхности металлического изделия и кристаллическое строение самого металла. Формирование покровного слоя происходит в условиях более быстрого удаления растворителя, окислительного воздействия кислорода воздуха. Образующаяся на поверхности ЛКМ вязкая пленка задерживает испарение растворителя из глубинных слоев и сама при этом испытывает деформирующее воздействие струй и пузырей газообразного растворителя, что и способствует образованию многочисленных дефектов поверхности (капилляры, поры, пузыри и вздутия).

Разрушение покрытий при эксплуатации происходит за счет абразивного, химического и радиационного воздействия агентов окружающей среды.