English
Español
Français
Главная / Новости / Новости отрасли / Тест на адгезию пройден — почему покрытие трескается и белеет после многократного складывания?
Новости отрасли
Гибкое покрытие подложки · Многократное растрескивание складок
Функциональные ткани, верхние покрытия из искусственной кожи, гибкие упаковочные покрытия и отделка подложек из ПВХ или ТПУ тестируются в один момент времени — начальная адгезия — но они разрушаются в точке, распределенной во времени и повторяющихся механических воздействиях. Трещина, появляющаяся после 500-го сгиба, накапливалась с момента первого.
Почему испытания на статическую адгезию не могут предсказать устойчивость к растрескиванию гибкого трубопровода
Статическое испытание на адгезию прикладывает силу один раз перпендикулярно к плоской ненарушенной поверхности в условиях окружающей среды. Повторяющееся складывание многократно применяет силу при попеременном растяжении и сжатии на движущейся линии изгиба, что приводит к накоплению термических и экологических эффектов. С механической точки зрения эти два режима нагрузки не имеют почти ничего общего — прохождение одного из них ничего не говорит о достоверности производительности при другом.
Сложите 1
Эластичная деформация — покрытие полностью восстанавливается.
Сложите 50
Микроповреждения начинаются на линии сгиба — пока не видны.
Сложите 200
Развивается зона усталости — локально снижается гибкость покрытия.
Сложите 500
Видимые трещины или побеления — превышен порог накопленного повреждения.
Три основные причины растрескивания от усталости при изгибе
Циклическое накопление напряжений за пределом упругости
Каждая складка создает растягивающую деформацию по внешнему радиусу и сжимающую деформацию по внутреннему радиусу изгиба. Покрытие с достаточным удлинением воспринимает это упруго — деформируется и возвращается. Как только каждый цикл вызывает большую нагрузку, чем покрытие может упруго восстановиться, накапливаются необратимые микросмещения. После достаточного количества циклов накопленные повреждения достигают порога разрушения.
Несоответствие деформации покрытия и подложки
Подложка и покрытие должны удлиняться вместе по линии сгиба. Если покрытие имеет значительно меньшее удлинение, чем подложка, или более высокий модуль, покрытие сопротивляется деформации, которую подложка пытается ему навязать. Это создает напряжение сдвига на границе раздела, которое концентрируется на линии сгиба и растет с каждым циклом, пока не произойдет разрушение границы раздела.
Локализованная концентрация напряжений на линии сгиба
Повторное складывание в одном и том же месте означает, что повреждения каждого цикла наносятся точно в одной и той же зоне. Линия сгиба накапливает повреждения со скоростью, намного большей, чем окружающие области, поэтому растрескивание при изгибе проявляется как отдельная линия, а не как общая деградация поверхности.
Ключевые свойства рецептуры для устойчивости к усталости при изгибе
| Удлинение при разрыве | Должно существенно превышать максимальную деформацию, приложенную к внешнему радиусу линии сгиба — для плотных складок это может потребовать удлинения на 200–400 % в зависимости от подложки и радиуса сгиба. |
| Эластичное восстановление | Высокое упругое восстановление означает, что большая часть способности к удлинению восстанавливается после каждого цикла, предотвращая прогрессивное накопление остаточной деформации, которая приводит к усталостному разрушению. |
| Согласование модуля с подложкой | Жесткость покрытия должна соответствовать подложке: очень жесткое покрытие на очень гибкой подложке создает сдвиг на границе раздела, который более опасен, чем любой из них по отдельности. |
| Плотность сшивок | Чрезмерно сшитые покрытия хрупкие и быстро разрушаются при циклическом изгибе; Недостаточно сшитые покрытия могут иметь достаточное начальное удлинение, но теряют его по мере того, как сшивка в окружающей среде продолжается во время эксплуатации. |
| Равномерность толщины пленки по линиям сгиба | Местно тонкие зоны на линиях сгиба имеют меньшую общую способность к удлинению и выходят из строя первыми — равномерное нанесение особенно важно для продуктов, предназначенных для складывания в определенных местах. |
Какой стандарт испытаний на изгиб следует использовать для оценки характеристик покрытия синтетической кожи?
Наиболее часто упоминаемым стандартом сопротивления изгибу синтетической кожи и ткани с покрытием является тест на флексометре Bally (ISO 5402), в котором применяется многократное складывание по определенному радиусу и указывается количество циклов до видимого растрескивания. Для других гибких подложек используются флексометр Вампа и тесты Де Маттиа. Требования к конкретному тестированию и количеству циклов должны быть подтверждены спецификациями конечного потребителя.
Требуется ли для гибкости при низких температурах другая формула, чем для гибкости при комнатной температуре?
Да — удлинение полимера при разрыве уменьшается по мере приближения температуры к температуре стеклования смолы. Покрытие с достаточными характеристиками гибкости при 23°C может треснуть при –10°C, поскольку его эффективное удлинение при этой температуре уменьшилось. Характеристики гибкости при низких температурах являются отдельным требованием спецификации и должны быть проверены при минимальной рабочей температуре, а не только при температуре окружающей среды.
Растрескивание гибких подложек при изгибе — это усталостное разрушение — результат повреждения, накапливающегося цикл за циклом на линии сгиба, невидимого до тех пор, пока общая накопленная деформация не превысит остаточную эластичность покрытия. Статические испытания на адгезию по существу не имеют прогностической ценности для этого вида разрушения. Удлинение при разрыве, упругое восстановление и соответствие модуля упругости подложке — вот важные свойства.
