ניתוח על הזדקנות ויציבות-ארוכת טווח בדבקים

ניתוח על הזדקנות ויציבות-ארוכת טווח בדבקים

ההזדקנות מתייחסת לשינוי הביצועים של חומרים או ראשי מליטה לאורך זמן. זה מושפע על ידי סביבה חיצונית או נהלי העיבוד של החומר עצמו, והגורמים המשפיעים כוללים מתח מכני, טמפרטורה, קרינה ומדיה כמו מים. מלבד אלה, מרכיבים מסוימים אחרים הכלולים בדבקים עצמם יכולים גם להוביל לשינויים בביצועים של מפרקים מלוכדים. מלבד גורמי השפעה שונים, ההזדקנות עשויה להתרחש במקומות שונים של חיבורים מלוכדים כולל שכבה מלוכדת, שכבת הדבקה או חומר מצע. למרות שההזדקנות נובעת מהשפעה משולבת של מספר גורמים, קשה למדידה ולחזות אותה במלואה בעזרת הפרמטרים המשפיעים האלה.

לחץ מכני

מפרקים מלוכדים עשויים בארבעה סוגים של מתח מכני: מתח קילוף, מתח מתיחה, מתח גזירה ולחץ פיתול.

מתח קילוף יוצר כוח ליניארי גבוה על המפרקים. כוח זה עולה על החוזק של רוב הדבקים. הימנע מלחץ קילוף בעיצוב מבני של מפרקים מלוכדים הוא אחד הדברים החשובים ביותר.

עומס מתיחה פועל בניצב למשטח ההדבקה. כוח מתפשט דרך אזור ההדבקה המלא. מתח מתיחה בדרך כלל אינו פוגע במפרקים. הוא מופיע בעיקר במפרקי הישבן. למפרקי התחת יש אזורי מליטה קטנים. אנשים מרחיבים את גודל ההדבקה רק על ידי עיבוי מצעים. מצע בדרך כלל חזקים יותר מהדבק במתח. אז עיצובים לא יכולים לעשות שימוש מלא בחוזק המצע.

מתח גזירה סובלים משטחי מליטה. זהו העומס הטוב ביותר עבור מפרקים מלוכדים. מפרקים קיימים מתח גזירה עם שטחי מליטה גדולים. הגדל את שטח ההדבקה בקלות כדי להעלות את קיבולת העומס בעת הצורך אם מקום ההדבקה אינו מספיק כדי שיהיה מספיק עומסים.

מתח פיתול פועל בדומה ללחץ גזירה. המפרקים אינם רגישים ללחץ לחיצה. כל הלחץ המכני גורם להזדקנות המפרקים לאורך זמן. זה גורם לעיוות זחילה קבוע או סדקים. מתח מכני מחמיר את ההזדקנות ממקורות אחרים כגון לחות-אי-ספיקת מפרקים.

השפעה סביבתית

במהלך השימוש בדבק, מפרקים מלוכדים מושפעים בסביבות שונות. גורמים אלו יכולים לעבוד יחד ולהשפיע זה על זה.

1. השפעות של טמפרטורה וקרינה

הטמפרטורה היא הגורם העיקרי לתגובות כימיות. טמפרטורה גבוהה יותר הופכת את התגובות הכימיות למהירות יותר. תגובות אלו בדרך כלל משנות את תכונות המפרק בדרכים לא רצויות. טמפרטורה גבוהה מאיצה מאוד את הנזק כתוצאה מלחץ מכני ברוב המצבים. כמו כן, טמפרטורה גבוהה יותר מאיצה את ההזדקנות.

קרינה גורמת גם להזדקנות של מפרקים קשורים, כולל קרני UV מאור השמש. קרינה שוברת שרשראות פולימר בתוך דבקים ומצעי פלסטיק. פוליאוריטן רגיש במיוחד לקרינת UV.

2. מים

לחות עלולה לחלחל לתוך שכבות דבק נרפא ולהיספג. מים נספגים מפחיתים את חוזק הדבק. מים פועלים כמו חומר סיכה בין שרשראות פולימר, מה שגורם לשרשראות להחליק בקלות (אפקט פלסטיס).

מים מחלחלים לאט אבל ברציפות לתוך הדבק. במעלות החמות כמו 40 מעלות צלזיוס, מים חודרים לפולימרים מצולבים בכמה מילימטרים בכל חודש. לאחר ייבוש המפרק, חוזק הלכידות עולה שוב אך אינו חוזר לערך המקורי. הצרה הגדולה ביותר מלחות היא הדבקה חלשה יותר בין הדבק למצע. מים חותכים לאט את כוח ההדבקה.

קשרים כימיים בין דבק וחומר בסיס עמידים למים טוב יותר מאשר קשרים פיזיים. ברגע שהקשרים הכימיים נשברים, ההדבקה לא יכולה להתאושש לאחר הייבוש. הדרך הטובה ביותר להימנע מנזקי רטיבות היא להרחיק מפרקים ממים. אם בלתי אפשרי, אטום את המפרקים.

3. קורוזיה

עבור חיבורים המודבקים על מצעי מתכת, לחות שנספגה מובילה בקלות לקורוזיה של מתכת. קורוזיה גורמת למפרקים להיכשל במהירות, אז זה חשוב מאוד. קורוזיה מאיץ עם חומרים קורוזיביים נוספים כמו מלח, חומצה או אלקלי. חומרים אלו אוכלים מתכת מבחוץ או דרך דבק. ניתן לשלוט בקורוזיה כזו ברוב המקרים: ציפוי מלא של המתכת או רק הגן על האזור המלוכד.