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>