09.06.2015 Views

Przegląd Mechaniczny 12/2014

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

wierzchniowej próbki. Za 100% przyj´to wyniki pomiarów<br />

przeprowadzonych w temperaturze 20°C.<br />

Kolejne „s∏upki” przedstawiajà ca∏kowità energi´<br />

w 40, 60 i 80°C odniesionà do energii w temperaturze<br />

otoczenia. Wykres sk∏ada si´ z dwóch cz´Êci<br />

odpowiadajàcych ró˝nym metodom szacowania<br />

energii powierzchniowej Owensa-Wendta i Wu. Wykres<br />

dotyczàcy metody Fowkesa pomini´to z tego<br />

samego powodu – mia∏ przebieg pokrywajàcy si´<br />

z wykresem Owensa-Wendta.<br />

Zmniejszanie si´ kàta zwil˝ania próbki wraz z wzrostem<br />

temperatury jej powierzchni pokrywa si´ z rozwa˝aniami<br />

teoretycznymi dotyczàcymi wp∏ywu oddzia∏ywaƒ<br />

van der Waalsa na zale˝noÊç temperatura/kàt<br />

zwil˝ania. Równanie (6) przewiduje spadek kàta<br />

zwil˝ania, a˝ do osiàgni´cia tzw. temperatury zwil˝ania<br />

Tw, powy˝ej której kàt zwil˝ania b´dzie wynosi∏ zero<br />

stopni [17]:<br />

gdzie: ∆ρ jest ró˝nicà g´stoÊci p∏ynu i gazu, σ lg<br />

– napi´cie<br />

mi´dzyfazowe mi´dzy cieczà a gazem, T – temperatura,<br />

θ – kàt zwil˝ania, I – sta∏a van der Waalsa.<br />

Przy czym ∆ρ i σ lg<br />

sà zale˝ne od temperatury.<br />

Wiadomo tak˝e, ˝e inne oddzia∏ywania poza si∏ami<br />

van der Waalsa równie˝ wp∏ywajà na zwil˝alnoÊç.<br />

Wnioski<br />

Przeprowadzone prace studyjne oraz badania w∏asne<br />

pozwalajà na sformu∏owanie nast´pujàcych,<br />

wst´pnych wniosków.<br />

Przeprowadzone badania nie doprowadzi∏y do<br />

wyznaczenia temperatury zwil˝ania Tw (nie to by∏o<br />

ich celem) jednak wykaza∏y, ˝e w granicach analizowanych<br />

wartoÊci temperatury warstwy wierzchniej<br />

obserwuje si´, wraz z jej wzrostem, popraw´<br />

zwil˝alnoÊci. Mo˝e to skutkowaç wzrostem wytrzyma∏oÊci<br />

po∏àczenia klejowego. Jako kontynuacj´<br />

badaƒ przewidziano wykonanie doczo∏owych po∏àczeƒ<br />

klejowych próbek wst´pnie ogrzanych i pomiar<br />

wytrzyma∏oÊci na odrywanie.<br />

Wzrost wartoÊci SEP obserwowano zw∏aszcza dla<br />

wartoÊci temperatury wynoszàcej 80°C.<br />

Dobrany zakres temperatur nie powinien byç przekraczany<br />

w badaniach kàta zwil˝ania oraz w trakcie<br />

wykonywania po∏àczeƒ klejowych. Z uwagi na krótki<br />

czas trwa∏oÊci kleju mog∏oby to doprowadziç do<br />

utwardzenia warstwy kleju na powierzchni klejonej<br />

przed ca∏kowitym zwil˝eniem tej powierzchni<br />

(wype∏nieniem mikronierównoÊci), co w konsekwencji<br />

mog∏oby daç rezultaty odwrotne do zamierzonych.<br />

Wyniki obliczeƒ energii powierzchniowej wskazujà<br />

jej rosnàcà wraz z temperaturà wartoÊç. W zakresie<br />

(6)<br />

20 – 60°C jest to wzrost niewielki, mo˝na wr´cz mówiç<br />

o stabilizacji wartoÊci SEP, dotyczy to zarówno sk∏adowej<br />

polarnej, jak i dyspersyjnej, w przypadku temperatury<br />

80°C wyraênie obserwuje si´ wzrost sk∏adowej<br />

polarnej. Wzgl´dna zmiana sumarycznej wartoÊci<br />

SEP w temperaturze 80°C si´ga 16 – 18%<br />

wzgl´dem energii w temperaturze otoczenia, wzrost<br />

ten jest skutkiem przede wszystkim wartoÊci sk∏adowej<br />

polarnej.<br />

LITERATURA<br />

1. PN-EN ISO 4287:1999/A1:2010P. Specyfikacje geometrii<br />

wyrobów. Struktura geometryczna powierzchni: metoda<br />

profilowa. Terminy, definicje i parametry struktury geometrycznej<br />

powierzchni.<br />

2. Packham D. E.: Roughness and adhesion. Handbook of<br />

Adhesion. John Wiley & Sons Ltd, Nowy Jork 2005, pp.<br />

407 – 408.<br />

3. Henkel Company. Loctite Worldwide Design Handbook.<br />

Loctite, Monachium 1998.<br />

4. Por´bska M., Skorupa A.: Po∏àczenia spójnoÊciowe. PWN,<br />

Warszawa 1997.<br />

5. Kuczmaszewski J., Fundamentals of metal-metal adhesive<br />

joint design. Lublin University of Technology, Lublin 2004.<br />

6. KRUSS GmbH Hamburg. KRUSS Software for Drop Shape<br />

Analysis for contact angle measurement systems. User<br />

manual. Hamburg 20<strong>12</strong>.<br />

7. ˚enkiewicz M.: Analiza g∏ównych metod badania swobodnej<br />

energii powierzchniowej. Polimery, tom 52, nr 10,<br />

2007, ss. 760 – 767.<br />

8. Domiƒczuk J., Szabelski J.: Analysis of Energetic Properties<br />

of the Surface Layer – Overview of Methods for Measuring<br />

the Contact Angle and the Surface Free Energy. Computer<br />

Aided Production Engineering. Lubelskie Towarzystwo<br />

Naukowe, Lublin 2013, ss. 42 – 53.<br />

9. Rudawska A.: Wybrane zagadnienia konstytuowania po∏àczeƒ<br />

adhezyjnych jednorodnych i hybrydowych. Politechnika<br />

Lubelska, Lublin 2013.<br />

10. Szabelski J., Domiƒczuk J.: Analiza wp∏ywu obróbki termicznej<br />

na wytrzyma∏oÊç po∏àczeƒ gwintowo-klejowych.<br />

Innowacje w Zarzàdzaniu i In˝ynierii Produkcji. Polskie<br />

Towarzystwo Zarzàdzania Produkcjà, Opole <strong>2014</strong>, ss.<br />

805 – 814.<br />

11. Czub P., Boƒcza-Tomaszewski Z., Penczek P., Pielichowski<br />

J.: Chemia i technologia ˝ywic epoksydowych WNT,<br />

Warszawa 2002.<br />

<strong>12</strong>. Szabelski J.: Heat Resistance of Selected Two Component<br />

Epoxy Adhesives. Mie˝dunarodnaja nauczno-techniczeskaja<br />

konfierencija studentow, aspirantow i mo∏odych<br />

uczienych „Progresiwnyje naprawlenija razwitija maszynopriborostrojenija,<br />

transporta i ekologi”, Sewastopol 2013.<br />

13. Pielichowski K., Njuguna J.: Thermal Degradation of Polymeric<br />

Materials. iSmithers Rapra Publishing, Shawbury<br />

2005.<br />

14. Loctite Research, Development & Engineering. Wybrane<br />

Arkusze Danych Technicznych: Hysol, Dublin 2005.<br />

15. PN-EN 13887:2005P Kleje do po∏àczeƒ konstrukcyjnych.<br />

Wytyczne przygotowania powierzchni metali i tworzyw<br />

sztucznych przed klejeniem.<br />

16. WiÊniewski S., WiÊniewski T.: Wymiana Ciep∏a. WNT,<br />

Warszawa 2000.<br />

17. Osborne K. L. III,: Temperature-Dependence of the Contact<br />

Angle of Water on Graphite, Silicon and Gold. Worcester<br />

Polytechnic Institute, Worcester 2009.<br />

52 ROK WYD. LXXIII ZESZYT <strong>12</strong>/<strong>2014</strong>

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!