Эффект замедления скорости старения клеевого соединения

Наибольший эффект замедления скорости старения обнаруживается при наполнении клеев лигнином. Так, относительная прочность соединений на клеях ФР-12, ФР-100 и КБ-3, оптимально наполненных лигнином, соответственно на 12, 20 и 8% больше, чем на клеях без наполнителя после 120 ч ускоренного старения.

Независимо от вида наполнителя (органического или минерального) по мере продолжительности ускоренного старения процент разрушения по древесине образцов снижается в соединениях на клеях ФР-100 и КБ-3. При наполнении лигнином (10 мае. ч) разрушение по древесине меньше в образцах на клее ФР-100, а при наполнении древесной мукой (5 мае. ч), но практически одинаково в тех и других образцах, но лишь на первых этапах испытаний. По мере продолжительности ускоренного старения разрушение по древесине образцов на клее КБ-3 с древесной мукой начинает преобладать. Из этого следует, что наполнение в большей степени рационально для клея ФР-100, поскольку в незаполненном состоянии он значительно более хрупок, чем клей КБ-3, и больше подвержен старению.

В связи с тем, что изменение процента разрушения по древесине образцов при ускоренном старении описывается плавно убывающими кривыми, оно может быть выражено функционально и использовано для условного определения кинетики старения клеевых прослоек.

По данным ускоренного старения, выполнен экстраполяционный прогноз долговечности из условия сохранения 90% первоначальной прочности. Количество вводимого наполнителя (лигнина) влияет на параметры прогнозирования - изменяется угол наклона и уровень расположения экстраполяционных прямых. Например, прогнозируемая долговечность соединений на клее ФР-100 повышается при увеличении содержания лигнина с 5 до 10 мае. ч, так как несколько возрастает угол наклона и уровень расположения соответствующей прямой.

Введение в небольшом количестве органических наполнителей, а также мела в исследуемые клеи повышает, а избыток их понижает экспериментальные значения энергии активации. В наибольшей степени эффект наполнения обнаруживается в соединениях на клее ФР-100. При введении, например, 10 мае. ч лигнина энергия активации повышается на 20% по сравнению с контрольными образцами. Для клея КБ-3 это повышение составляет 18%. Добавление в клеи древесной муки оказывает менее существенное влияние на скорость старения - значения энергии активации повышаются всего лишь на 6-8%.

Значения энергии активации, независимо от вида и содержания наполнителей, выше для соединений на клеях ФР-12 и ФР-100. Это свидетельствует о большей устойчивости к старению этих соединений по сравнению с соединениями на клее КБ-3, что также подтверждается опытом эксплуатации конструкций и результатами длительных испытаний. Однако при наполнении клея КБ-3 лигнином энергия активации старения соединений повышается настолько, что становится соизмеримой с энергией активации старения соединений на клее ФР-100. Это еще раз свидетельствует об эффективности введения лигнина в качестве наполнителя клеев для древесины.

Сделана попытка представить изменение энергии активации в зависимости от степени наполнения клеев. Прежде всего следует отметить экстремальный характер графиков, что свидетельствует о преобладающей роли оптимизации наполнения не только для обеспечения нужной вязкости клея, но и для снижения скорости старения соответствующих клеевых соединений.

Как уже отмечалось, оптимум наполнения, найденный по условиям вязкости и жизнеспособности клея, не всегда соответствует оптимуму, обеспечивающему наименьшую скорость старения. Для каждого вида наполнителя - свой оптимум содержания, удовлетворяющий этому условию. Для лигнина, например, это 10%. Наполнение асбестом не дает оптимума в отношении скорости старения.