Повышение прочности клеевых соединений полимерных материалов путем лазерной и плазменной обработки поверхности тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат наук Краус Эдуард

• Краус Эдуард
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Краус Эдуард

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Склеивание полимеров

1.2 Теории адгезии

1.3 Обработка поверхности полимеров

1.3.1 Обработка полимерных поверхностей лазером

1.3.2 Модификация полимерных поверхностей плазмой

1.4 Методы определения качества клеевых соединений

1.4.1 Методы неразрушающего контроля

1.4.2 Методы разрушающего контроля

1.5 Термодинамические основы смачивания

1.6 Методы оценки кислотно-основных свойств

1.7 Заключение к аналитическому обзору

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Объекты исследования

2.1.1 Клеи-адгезивы

2.1.2 Полимеры

2.1.3 Тестовые жидкости

2.2 Формирование образцов

2.2.1 Формирование образцов клея

2.2.2 Формирование полимерных образцов

2.2.3 Формирование клеевых образцов

2.3 Методы исследования

2.3.1 Топографический анализ

2.3.2 Определение свободной поверхностной энергии

2.3.3 Расчёты поверхностно-энергетических величин

2.3.4 Обработка поверхности лазером

2.3.5 Обработка поверхности плазмой

2.3.6 Электронная спектроскопия для химического анализа

2.3.7 Определение адгезионной прочности клеевых соединений

2.3.8 Оценка стойкости к циклическому воздействию температуры и влажности

2.3.9 Визуальный анализ поверхности

2.3.10 Контроль плазмы

2.4 Использованые стандарты

ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1 Определение шероховатости поверхности

3.2 Кинетика смачивания

3.2.1 Определение равновесного контактного угла

3.3 Поверхностно-энергетические и кислотно-основные свойства необработанных полимеров и клеев

3.3.1 Поверхностно-энергетические и кислотно-основные свойства необработанных полимеров

3.3.2. Поверхностно-энергетические и кислотно-основные свойства клеев

3.4 Модификация поверхностей полимерных материалов лазером

3.5 Модификация поверхностей полимерных материалов плазмой

3.6 Прочностные свойства клеевых соединений

3.6.1 Влияние УФ-лазерной обработки на адгезию клеевых соединений

3.6.2 Корреляция кислотно-основных и адгезионных характеристик полимерных материалов и клеев-адгезивов

3.6.3 Сопротивление климатическим воздействиям и оценка долговечности адгезионных систем

3.7 Усиление адгезионного взаимодействия в соединениях биополимеров с использованием кислотно-основного подхода

3.8. Практическая реализация эффектов поверхностной обработки полимерных материалов

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ

УФ Ультрафиолет

е Энергия импульса

80 Порог режима абляции

б Усечённый параметр кислотности

Температура стеклования Г;,- Свободная поверхностная энергия клея

Межфазная энергия между клеем и субстратом Свободная поверхностная энергия субстрата 1 Кислотно-основной компонент работы адгезии

1г Работа адгезии жидкости (Ь) на твердом теле

1 > " Компонент работы адгезии Лифшица - ван дер Ваальса

Основной или электронно-донорный параметр. Кислотный или электронно-акцепторный параметр Мера поверхностной основности фазы 1 Мера поверхностной кислотности фазы

Кислотно-основная составляющая свободной поверхностной энергии

Свободная поверхностная энергия жидкости

Составляющая свободной поверхностной энергии Лифшица -ван дер Ваальса

ArF Смесь аргона и фтора

CFK Углекомпозитный материал

D Параметр кислотности

d Оптическая глубина проникновения волны

ECTFE Этиленхлоротрифтороэтилен

Есв Энергия химической связи

Еф Энергия фотона

h Постоянная Планка

I(x) Интенсивность на поверхности материала

I0 Начальная интенсивность

KrCl Смесь криптона и хлора

KrF Смесь криптона и фтора

LCP Liquid Cristal Polymer, жидкий кристалл

R Коэффициент отражения

WA Работа адгезии

x Толщина поглощающего слоя материала

а Показатель поглощения

0 Контактный угол (угол смачивания)

V Частота

т Длительность импульса

ВОЧГ Метод ван Осса - Чодери - Гуда

Г Газ

ЖКП (LCP) Жидкокристаллический полимер

К Клей

МПа Мегапаскаль

НК Неразрушающий контроль

ПАД Плазма атмосферного давления

ПВДФ Поливинилиденфторид

ПВХ Поливинилхлорид

ПГБ Полигидроксибутерат

ПК Поликарбонат

ПЛА Полилактид

ПММА Полиметилметакрилат

ПНД Плазма низкого давления

ПОМ Полиоксиметилен

ПП Полипропилен

ПС Полистирол

ПТФЭ Политетрафторэтилен

ПФА Перфтороэфир

ПФС Полифениленсульфид

ПЭТ Полиэтилентерефталат

ПЭЭК Полиэфирэфиркетон

РК Разрушающий контроль

С Субстрат

СПЭ Свободная поверхностная энергия

ТПЭ Термопластичный эластомер

ЧДА Чистый для анализа

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение прочности клеевых соединений полимерных материалов путем лазерной и плазменной обработки поверхности»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Конструкционные материалы на основе полимеров часто используются при реализации сложных и комплексных изделий с участием адгезионных процессов (склеивания, окраски, нанесения покрытий). Вследствие неудовлетворительного адгезионного взаимодействия, межфазная граница клеевых полимерных соединений может стать уязвимым местом всей конструкции и кардинально повлиять на ее долговечность. Полимерные субстраты характеризуются неодинаковыми адгезионными свойствами по отношению к клеям. На практике вопросы управления адгезионной способностью полимеров решаются чаще всего обработкой поверхности субстрата и путем варьирования технологических факторов. Решение таких проблем носит индивидуальный характер и, давая положительные технические результаты, не позволяет решить адгезионную проблему в целом.

Для устранения подобных недостатков в настоящее время разрабатываются различные подходы, позволяющие проводить научно-обоснованный подбор соединяемых материалов. Приоритетным в данной области является кислотно-основной подход, предложенный ван Оссом с коллегами [1] и развиваемый О.В. Стояновым, И.А. Старостиной и др.[2]. Как показывают современные исследования [3-8], определяющую роль в образовании межфазных связей в большинстве случаев играют кислотно-основные взаимодействия. Наилучшее адгезионное взаимодействие достигается при соединении субстратов с преимущественно кислотными свойствами и клеев с основными, или же наоборот. В связи с этим знание кислотных и основных свойств поверхности полимерных материалов и клеев, а также учет их при конструировании изделий с требуемыми адгезионными характеристиками - это одна из возможностей создания полимерных соединений с высокими прочностными качествами.

Научное прогнозирование адгезионных свойств клеевого соединения становится возможным с развитием аналитических методов изучения полимерных поверхностей, из которых наиболее информативными являются методы смачивания. Смачивание клеями и, соответственно, адгезионное взаимодействие могут быть значительно улучшены за счёт увеличения площади поверхности контакта (увеличения шероховатости поверхности), а также путем модификации поверхностно-энергетических и кислотно-основных характеристик субстратов с помощью различных методов предварительной обработки поверхности [9,10].

Физические и химические методы предварительной обработки поверхности приводят к различной модификации поверхности субстрата, при этом, с учетом сказанного выше, выбор методов модификациии также должен проводиться в рамках кислотно-основного подхода.

На сегодняшний день в научной литературе имеется ряд экспериментальных данных по оценке термодинамических и кислотно-основных свойств различных полимерных поверхностей [6,12-16]. Однако данные для некоторых новых высокотехнологичных полимеров и, особенно, данные о влиянии физической обработки поверхности полимеров на их кислотно-основные свойства полностью отсутствуют. Систематические исследования по оценке поверхностной энергетики полимеров, модифицируемых посредством различной обработки поверхности (ультрафиолетовым лазером и плазмой низкого давления) с целью улучшения их адгезионной способности ранее не проводились.

Таким образом, повышение прочностных характеристик клеевых адгезионных систем посредством предварительной обработки поверхности в рамках кислотно-основного подхода является достаточно актуальным.

Цель работы заключалась в направленной модификации поверхностных свойств полимерных материалов согласно принципам

кислотно-основного подхода путем лазерной и плазменной обработки в целях усиления адгезионного взаимодействия с клеем.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- с использованием методов смачивания оценить кислотно-основные свойства полимерных поверхностей и клеев-адгезивов;

- исследовать влияние плазмы низкого давления и ультрафиолетового лазера на свободную поверхностную энергию, её компоненты и параметры обработанных субстратов;

- выбрать оптимальные режимы и параметры обработки полимерных поверхностей исходя из основных положений кислотно-основного подхода для направленной модификации поверхностных свойств;

- на примере различных систем полимер-клей проверить действенность кислотно-основного подхода путем оценки адгезионной прочности.

Научная новизна. Впервые оценена свободная поверхностная энергия, ее параметры и составляющие для полиэфирэфиркетона, полифениленсульфида, поливинилиденфторида, перфторалкокси-сополимера и биопластмасс различных типов: полилактидов, полигидроксибутиратов и их сополимеров.

Впервые оценены вышеуказанные характеристики для клеев, применяемых при склеивании полимеров и полимерных композиционных материалов - однокомпонентных акрилатов, двухкомпонентных метилметакрилатов, одно- и двухкомпонентных эпоксидов и двухкомпонентных полиуретанов.

Впервые теоретические основы кислотно-основного подхода применены для усиления межфазного взаимодействия в адгезионных системах: полимерный клей - полимерный материал, обработанный ультрафиолетовым лазером или плазмой низкого давления.

Показано, что динамика изменения параметра кислотности поверхности, обработанной плазмой низкого давления, может демонстрировать образование низкомолекулярных продуктов деструкции.

Теоретическая и практическая значимость. Получены экспериментальные данные по поверхностно-энергетическим и кислотно-основным свойствам полимерных материалов, применяемых в промышленных клеевых адгезионных системах. Для оценки указанных свойств в рамках метода Бергер предложен усеченный параметр кислотности, позволяющий проводить измерения без использования анилина и фенола. Полученные данные имеют справочный характер.

Реализовано существенное усиление адгезионного взаимодействия по мере возрастания разности кислотности полимерной поверхности, обработанной ультрафиолетовым лазером или плазмой низкого давления и клея для соединений: полиэфирэфиркетона с клеем 9461 (на 65 %), для полиоксиметилена с клеем N50 (на 41 %). углепластика CFK с клеем N50 (на 51 %), поликарбоната с клеем 45952 (на 37 %), полиэфирэфиркетона с клеем N50 (на 46 %), полиоксиметилена с клеем RK7100 (на 61 %) и полипропилена с клеем PU90 (на 57 %).

Улучшены механические свойства (прочность на сдвиг и растяжение, усилие отслаивания) деталей, входящих в состав ряда промышленных продуктов: клеевого соединения трафаретной печати наружного стекла духовки и пластмассового держателя внутреннего жаропрочного термостойкого стекла [17]; декоративной панели микроволновой печи и защитного стекла с рамкой уплотнителя [18]; пластмассовых панелей облицовки и носителей в дверной панели и сиденьях, а также клеевых соединений распределительных коробок электромоторов комфорт электроники; муфт и канализационных труб из ПЭЭК в водных системах самолётов [19]; жёстко-мягких компонентов из биопластмасс в корпусах электрических зубных щёток.

Предложены оптимизированные параметры обработки полимерных поверхностей, позволяющие увеличить адгезионные характеристики (прочность на сдвиг и на разрыв) клеевых соединений в 1,5 - 2,5 раза. Модифицированные материалы успешно апробированы при лабораторных испытаниях на фирмах AOA Apparatebau Gauting GmbH (Friedrichshafener Str. 5, 82205 Гильхинг, Германия), Bosch Siemens Hausgeräte GmbH (Werner-von-Siemens-Str. 200;83301 Траунройт, Германия), Delo Industrie Klebstoffe GmbH (DELO-Allee 1, 86949 Виндах), Elektrolux Hausgeräte GmbH (Bodelschwingstrasse 1; 91541 Ротенбург), Haldex Brake Products GmbH (Mittelgewannweg 27; 69123 Гейдельберг, Германия), Nolax AG (Eichenstrasse 12, 6203 Sempach-Station, Швейцария), Sika Deutschland GmbH (Kornwestheimer Straße 103-107; 70439 Штуттгарт, Германия), и Weicon GmbH & Co.KG (Königsberger Str. 255, 48157 Мюнстер, Германия).

Показано, что возрастание шероховатости полимерных субстратов в результате лазерной и плазменной обработки способствует усилению механической составляющей адгезионного взаимодействия полимерного материала и клея и не оказывает существенного влияния на термодинамические характеристики поверхности.

Методология и методы исследования.

- ЭСХА-спектроскопия для определения химического состава полимерных поверхностей на спектрометре Surface Science 2703 M-Probe;

- смачивание тестовыми жидкостями по методам Бергер и ванн Осса-Чодери-Гуда для определения поверхностных характеристик на анализаторе формы краевого угла DSA30;

- топографический анализ поверхностей посредством профилометра MarSurf М400 с насадкой SD26;

- определение адгезионной прочности клеевых соединений посредством анализатора адгезии LUMiFrac® 200 и универсальной машины для испытаний на растяжение Zwick Roell Z010.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Результаты модификации поверхности различных полимеров и полимерных композиционныхматериалов посредством УФ-лазера и плазмы низкого давления.

2. Результаты оценки поверхностно-энергетических и кислотно-основных свойств поверхности широкого ряда промышленных полимеров, в том числе биопластмасс и высокопрочных полимеров до и после лазерной и плазменной обработки.

3. Совокупность экспериментальных данных, демонстрирующих взаимосвязь адгезионного взаимодействия в склеенных полимерных системах и разности в кислотно-основных характеристиках соответствующих адгезивов и субстратов.

Достоверность результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается использованием апробированных методик и современного оборудования, обеспечивающего высокий уровень точности измерений. Обработка результатов экспериментов проведена с помощью современных информационных средств и программ.

Личный вклад автора состоит в постановке цели, задач, выборе объектов и методов исследований, непосредственном проведении экспериментов, интерпретации результатов, формулировке научных положений и выводов, написании статей и тезисов докладов. Апробация работы.

Результаты работы были представленны на следующих семинарах и конференциях: международная конференция «38th International Conference -Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz)» (Маинц, Германия, 01.2013), международная научная школа «Коммерциализация инновационных наукоемких проектов в области полимерной химии и технологии КНИТУ» (Казань, 05.2013), международная конференция «Participate in the upcoming workshop on Industrial CT-scanning» (Мюнхен, Германия, 10.2013), немецкая конференция «8. Fachtagung Kleben - eine füge techische Herausforderung» (Галле

ан дер Заале, Германия, 03.2014), международная научная школа «Интеграция научного знания и образовательных систем в химии и технологии полимерных материалов» (Казань, 09.2014), немецкая конференция: «VDI-Tagung, Einsatzund Verarbeitung von Biopolymeren im Food Packaging» (Карлсруэ, Германия, 12.2014), международная конференция «Innovations using Fluorpolymers» (Вюрцбург, Германия, 04.2015), немецкий семинар «Fügen von Biokunststoffen - Möglichkeiten und Grenzen» (Вюрцбург, Германия, 05.2015), международная конференция «Proceedings of ANTEC» (Орландо, США, 05.2015), немецкий форум «Niedersächsisches Forum Kunststofftechnik, Optimierte Oberflächen» (Геттинген, Германия, 09.2015), немецкий круг экспертов «Kleben und Oberflächentechnik für Kunststoffoberflächen» (Вюрцбург, Германия, 10.2015), немецкий семинар «Zukunftstechnologie Kleben» (Нагольд, Германия, 04.2016), а также в рамках лекций в университете прикладных наук Вюрцбург-Швейнфурт с 2013 по 2016 гг.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 36 работ, в том числе 23 статьи (из списка, рекомендованного ВАК - 11) и 13 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3-х глав (аналитический обзор, экспериментальная часть, обсуждение результатов), заключения и приложения; работа изложена на 181 стр., содержит 43 рисунка, 25 таблиц и библиографию из 192 ссылок.

Благодарность.

Автор выражает особую благодарность д.х.н. профессору О.В. Стоянову и д.т.н. профессору М. Бастиану (Вюрцбург, Германия) за участие в руководстве диссертационной работы, а также д.х.н. Б. Баудриту (Вюрцбург, Германия) и д.т.н. П. Хайдемаеру (Вюрцбург, Германия) за участие в обсуждении результатов.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Склеивание полимеров

Применение технологий склеивания берёт своё начало с самых древних времен. В 1991 году в Эцтальских ледниках Альп рядом с найденной ледяной мумией человека эпохи халколита Эци (примерно 3200 лет до н.э.) были найдены стрелы, кремневые наконечники которых были приклеены к стержню стрелы березовой смолой. С помощью этого же клея - «термопласта» к концу стержня были прикреплены стабилизирующие перья [20,21].

Новейшие исследования инструментов каменного века установили, что березовая смола использовалась в качестве клея уже в эпоху среднего плейстоцена (100 - 750 тысячелетий до н.э.). Позже, во времена римских и египетских династий были известны и использовались клеи на основе рыбьих или костных склеивающих вешеств. Дальнейшие «современные» виды клеев, разработанные в средневековой Европе, были изготовлены из животных или растительных веществ. Эти клеи неоднократно доказывали свою эффективность и применяются в некоторых случаях до настоящего времени [22-25]. Все эти примеры дают основание говорить о богатой истории технологий склеивания [26]. Обширный обзор исторического развития использования клеев описывается В. Брокманном [27].

Прогресс в области химического синтеза полимерных молекул путем селективно действующих катализаторов [28,29] привел к тому, что к середине 20-го века синтетические клеи постепенно вытеснили природные. Толчком для развития технологий склеивания во второй половине 20-го века стало использование клеевых конструкций в строительстве самолетов таких компаний как, например, De Havilland, Fokker, Jetstream и Boeing. В то время при строительстве самолётов использовалось дерево и склеивание применялось как стандартный метод для древесных соединений. С 1970-х годов эти производители самолётов, а также Saab и Airbus все больше обращались к технологии склеивания в комбинации с пластмассами [30].

Замена металлических изделий пластмассовыми отражается в постепенном увеличении мирового производства пластмасс. С 1950 по 2014 гг. объём мирового производства пластмасс увеличился от 1,7 до —311 Мегатонн [31-33]. Соответственно, наблюдается и увеличение производства синтетических клеев. Так, производство клея в Германии с 2004 по 2013 год увеличилось с 660 до 877 килотонн [34]. Потребление пластмасс в Европе в 2011 году составило около 47 млн тонн. Причем, рынок полимерной упаковки составляет приблизительно 37 %, стройиндустрия - 21 %, автомобилестроение - 8 %, электроника и бытовая техника - 6 % от общего количества. При этом спрос на пластмассы в автомобильном секторе, обусловленный минимизацией веса, в дальнейшем будет только увеличиваться [33].

Тенденция развития технологии склеивания полимерных изделий нуждается в разработке надежных и экономичных методов для соединения требуемых комбинаций материалов, при недоступности других способов соединения - посредством сварки, винтов или заклепок [35]. Использование клеев, отвечающих таким требованиям, как прочность, эластичность и возможность сочетания с традиционными способами соединения, открывают технологиям склеивания широкий спектр различных применений [36]. К основным преимуществам клеев относится возможность их применения для соединения материалов с сильно различающимися свойствами, например, металлов и пластмасс. Это очень актуально для авиационной и автомобильной промышленности, где соединения из полимерных композиционных материалов используются в серийном производстве [36-39].

Разумеется, необходимо, чтобы клеевые конструкции имели гарантированно высокую прочность. Это возможно при решении задачи как на макро-, так и на микроскопическом уровнях, как, например, это происходит при соединении волокон с полимерной матрицей в волоконно-полимерных композитах. Решающее значение для качества клеевого соединения имеет не только рецептура, но и интерфейс переходной области (межфазной границы)

[40-43]. Для оптимизации механических свойств клеевых соединений, таких, как прочность, долговечность, и т.д., все подверженные механической нагрузке участки должны исследоваться в равной мере, для полного понимания их структурно-механического поведения [44].

Механическую прочность клеевого соединения определяют два важных фактора: адгезия и когезия.

При контакте апплицируемого клея и поверхности субстрата на межфазных границах и прилегающих слоях происходят различные взаимодействия (см. рисунок 1). Эти межфазные взаимодействия объединяются термином «адгезия» [45]. В то же время, в самом склеиваемом материале, а также в клее-адгезиве существуют внутренние взаимодействия между молекулами, которые характеризуют прочность материала и прочность клея. Эта внутренняя прочность называется когезией [1, 46-49].

Сложность и многообразие феномена адгезии требует поиска оптимальных, экономически выгодных подходов к созданию прочных клеевых соединений, удовлетворяющих современным производственным требованиям.

Субсрат A

Клей

Переходная область «субстрат - клей»

Межфазная граница между субстратом и клеем

Субстрат Б

Рисунок 1- Схематическое изображение клеевого соединения.

При создании клеевых соединений должны учитываться следующие факторы:

- Вследствие малых радиусов действия адгезионных сил (от 0,1 до 0,5 нм), для их реализации необходим хороший контакт между адгерендом и клеевым слоем.

- Необходимо хорошое смачивание поверхности субстрата клеем.

- Межфазные взаимодействия затрагивают только поверхностные слои материалов.

Учитывая данные факторы, на практике необходимо руководствоваться следующими условиями:

- Первым шагом для улучшения адгезии является очистка поверхности.

- Шероховатость поверхности влияет на адгезионное взаимодействие и должна учитываться при склеивании.

- Чрезмерная шероховатость не улучшает адгезию, так как смачивание перестает быть оптимальным.

- Выбор клея должен производиться в зависимости от характеристик поверхности полимера и должен всегда обеспечивать хорошее смачивание поверхности.

- Если адгезия остается недостаточной, то для её улучшения может быть использована модификация поверхностных слоев.

Усиление адгезионного взаимодействия при склеивании полимерных материалов в настоящее время очень часто производится за счет модификации поверхности с последующими механическими испытаниями адгезионных систем путём разрушающего контроля

[50-52]. До сих пор не существует универсального подхода, позволяющего оценивать, прогнозировать и регулировать потенциал возможных взаимодействий на межфазной границе. Это приводит к необходимости фундаментальных исследований адгезионных взаимодействий на границе раздела фаз с разработкой в дальнейшем теоретической базы для реализации научного подхода к решению вышеобозначенных задач.

1.2 Теории адгезии

В настоящее время различные механизмы образования соединений описываются соответствующими теориями адгезии. Данные механизмы зависят от природы взаимодействующих материалов, различных условий склеивания и множества других факторов. Поскольку в общем случае адгезионные эффекты определяются различными механизмами, все теории адгезии должны в каждом конкретном случае рассматриваться в совокупности.

Несмотря на многочисленные научные исследования, до сих пор не существует единой теории, которая объясняет феномен адгезии полностью. Это связано со сложностью различных факторов, участвующих в физических, химических и механических процессах адгезии [9,12,47,52-54]. Проведённые исследования привели к существованию множества различных теорий, каждая из которых хорошо описывает только конкретный аспект адгезии. Так, например, Е.Х. Шиндель-Бидинелли и В.Гутхерц [53] выделяют три основных типа адгезии - механическую, физическую и химическую (рисунок 2).

Субстрат Л |

Клей

«111111 Субстрат Б ЯЯЯЯ

Механическая адгезия Физическея адгезия Химическая адгезия

Микромеханические Ван-дер-ваальсовые, Хемосорбция,

закрепления дипольные силы ковалентные связи

У

I Специфическая адгезия I

Общая адгезия Рисунок 2 - Три основных типа адгезии по [53].

Следует отметить, что современные представления об адгезии дают в совокупности более сложную картину, представленную на рисунке 3 [9,46,52].

Механическая адгезия и аутогезия основаны на относительно простых механизмах и поэтому их довольно легко описать. Специфическая адгезия охватывает в свою очередь широкий круг явлений и описывается различными механизмами, происходящими при химических, физических и термодинамических процессах. Все эти процессы могут иметь место в клеевых полимерных соединениях [9,46,55,56].

Аутогезия

Взаимная диффузия макромолекул

Специфическая адгезия

Физические, и термодин явле химические амические ния

Молекулярная, физическая интерпретация

Термодинамическая интерпретация

Теория слабых граничных слоев Теория поляризации Электростатическая теория Теория диффузии

Неоднородности поверхности Дипольный характер молекул Взаимодействие электрических зарядов Подвижность молекул

Химическая интерпретация

...........................................................................

Термодинамика фазовых границ

Поверхностные и межфазные энергии

Химические связи

Хемосорбция

Рисунок 3 - Основные теории адгезии [9,46,52].

Остановимся более подробно на некоторых основных адгезионных теориях.

Теория слабых граничных слоев. Я.О. Бикерман [57] представил в 1961 году теорию адгезии, которая описывает образование «слабых» граничных слоёв в зоне контакта адгезива и субстрата, которые и определяют прочность адгезионного соединения. Физико-химические свойства слоев отличаются от свойств адгезива и субстрата, в таком слое и происходит разрыв адгезионной связи. Причинами формирования таких слоев автор называет захват воздуха вследствие недостаточного смачивания адгезивом адгеренда, образование продуктов химических реакций при смачивании субстрата жидким клеем, наличие поверхностных загрязнений или миграцию низкомолекулярных веществ к границе (различные добавки, лубриканты, и т.д.).

Теория поляризации. В 1935 году Н.А. Дебройн [58] предложил теорию, в которой взаимодействия между функциональными группами субстрата и адгезива происходят благодаря электрической полярности атомов или молекул и возрастают с увеличением дипольного момента. Таким образом, для того, чтобы улучшить адгезионные свойства, субстрат и клей должны содержать полярные группы, такие как карбонильные, карбоксильные, эпоксидные, гидроксильные, аминогруппы и т. д. Несовершенство теории состоит в том, что она не может объяснить адгезионные взаимодействия неполярных веществ [1].

Электростатическая теория. Данная теория, предложенная в 1960 году Б.В. Дерягиным и Н.А. Кротовой, основана на разнице в электроотрицательности соединяемых материалов [59]. Адгезионные силы обусловлены переносом заряда через межфазную границу и образованием двойного электрического слоя, который способствует формированию кулоновских сил притяжения [60-62].

Диффузионная теория. Разработанная в 1960 году С.С. Воюцким, диффузионная теория [63] объясняет адгезионное взаимодействие диффузионными процессами, аналогичными аутогезии. Эта теория предполагает, что молекулы клея и субстрата имеют достаточную подвижность и взаимное сродство. В настоящее время эта теория часто применяется дла описания поведения термопластов выше температуры стеклования Tg, например, в процессах сварки [64].

Термодинамическая теория. Л. Шарп и Х. Шонхорн [65] в 1964 г. для объяснения феномена адгезии привлекли аппарат термодинамики смачивания. Согласно этой теории, высокие прочностные свойства клеевых соединений достигаются при хорошем смачивании адгеренда клеем. Основной характеристикой здесь выступает свободная поверхностная энергия (СПЭ), имеющая полярную и дисперсионную составляющие. Основной вклад в адгезию дают полярные взаимодействия, происходящие между постоянными

диполями (силы Кеезома) с энергиями связи в диапазоне 50-60 кДж/моль. Дисперсионные взаимодействия между индуцированными диполями (силы Лондона) гораздо слабее, с энергией связи от 0,5 до 5 кДж/моль. Однако практика показывает недостаточность этой теории для полного описания адгезии в клеевых соединениях [6,9].

Химическая теория адгезии. По сравнению с другими теориями, основанными только на физических взаимодействиях между субстратом и клеем, химическая теория адгезии, наряду с образованием физических связей, предполагает образование межфазных химических связей.

Эти химические ковалентные связи могут образовываться также в случае соединения полимерных материалов [9,60]. Было установлено, что в результате образования химической связи адгезионная прочность возрастает гораздо значительнее, чем в случае действия Ван-дер-Ваальсовых сил.

Приведённые теории не отражают полную картину всех проявлений адгезии. Единой научной теории, адекватно описывающей все разнообразие адгезионных процессов, в настоящее время пока еще не существует. Несомненно, процессы адгезии являются суммой химических, физических и механических эффектов, которые действуют сообща и влияют друг на друга. Часто эти процессы не могут быть дифференцированы и рассмотрены отдельно в рамках их специфических эффектов. Каждая из этих теорий ограничена, поскольку дает интерпретацию только определённых исследуемых факторов и не в состоянии описать феномен адгезии в полном объеме. На практике, для описания различных физических, химических и механических взаимодействий, используют несколько теорий одновременно. Таким образом, отдельные теории не противоречат, а дополняютдруг друга.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Краус Эдуард, 2017 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Van Oss, C.J. Interfacial Lifschitz-van der Waals and Polar Interactions in Macroscopic Systems / C.J. van Oss, M.K. Chaudhury, R.J. Good // Chemical Reviews. - 1988.- Vol. 88. -P. 927-941.

2. Starostina, I.A. Acid-base interactions and their role in forecasting of polymer composites adhesion properties / I.A. Starostina, Y.I. Aleeva, E.V. Sechko, O.V. Stoyanov // Encyclopedia of Polymer Composites: Properties, Performance and Applications - NY, Nova Publishers, 2009. -P. 681-704.

3. Fowkes, F.M. Characterization of polymer surface sites with contact angles of test solutions. 1. Phenol and iodine adsorption from methylene iodide onto PMMA films / F.M. Fowkes, M.B. Kaczinski, D.W. Dwight // Langmuir. -1991.- Vol. 7, № 11. -P. 2464-2470.

4. Старостина, И.А. Кислотно-основные взаимодействия полимеров и металлов в адгезионных соединениях: дисс. док. хим. наук. : 02.00.06 / Старостина Ирина Алексеевна ; КНИТУ ; науч. конс. О.В. Стоянов. - Казань, 2011. -314 с.

5. Бурдова, Е.В. Усиление адгезионного взаимодействия путем регулирования кислотно-основных свойств поверхности органических и неорганических материалов: дисс. канд. техн. наук. : 02.00.11 / Бурдова Елена Вячеславовна ; КНИТУ, науч. рук. О.В. Стоянов. - Казань, 2009. -153 с.

6. Kraus, Е. Relevance of the acid-base approach in prediction of adhesion properties in two-component injection moulding / E. Kraus, S. Horvat, C. Deubel, C. Staudigel, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, I. Starostina, O. Stoyanov // Journal of Applied Polymer Science. -2016.- Vol. 133. -P. 43048.

7. Kraus, E. Surface treatment of polymers by an ultraviolet laser to improve adhesion quality / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, O.V. Stoyanov, I. A. Starostina // Polymer Science Series D. -2016.- Vol. 9, № 1. -P. 5-12.

8. Kraus, E. Analysis of the low-pressure plasma pretreated polymer surface in terms of acid-base approach / E. Kraus, L. Orf, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, R. Bonenberger, I.A. Starostina, O.V. Stoyanov // Applied Surface Science. -2016. - Vol. 371. -P. 365-375.

9. Habenicht G. Kleben - Grundlagen, Technologie, Anwendungen / G. Habenicht // Heidelberg : Springer Verlag, 2008. -1082 p.

10. Lake, M. Oberflächentechnik in der Kunststoffverarbeitung, Vorbehandeln, Beschichten, Funktionalisieren und Kennzeichen von Kunststoffoberflächen / M. Lake // München : Carl Hanser Verlag, 2009. -492 p.

11. Kinloch, A. Adhesion and Adhesives, Science and Technology / A. Kinloch // London : Springer Verlag, 1987. -404 p.

12. Starostina I.A. Polymer Surfaces and Interfaces: Acid-Base Interactions and Adhesion in Polymer-Metal Systems / I.A. Starostina, O.V. Stoyanov, R.Ya. Deberdeev // Toronto : Apple Academic Press, 2015. -199 p.

13. Berger, E.J. A method of determining the surface acidity of polymeric and metallic materials and its application to lap shear adhesion / E.J. Berger // Journal of Adhesion Science and Technology. -1990.- Vol. 4 № 1. -P. 373-391.

14. Siboni, S. Acid-Base Theory of Adhesion: A Critical Review / S. Siboni, C. Della Volpe // Reviews of Adhesion and Adhesives. -2015.-Vol. 3, № 3. -P. 253-310.

15. Della Volpe, C. Acid-base surface free energies of solids and the definition of scales in the Good-van Oss-Chaudhury theory / C. Della Volpe, S. Siboni // Journal of Adhesion Science and Technology. -2000.- Vol. 14, № 2. -P. 235-272.

16. Van Oss, C.J. Monopolar surfaces / C.J. van Oss, M.K. Chaudhury, R.J. Good // Advances in Colloid Interfaces and Science. -1987.- Vol. 28. -P.35.

17. http://www.bosch-home.com/de/produkte/kochen-backen/herde-und-

backoefen.html

18. http://www.bosch-home.com/de/produkte/kochen-backen/mikrowellen.html

19. http://www.aoa-gauting.de/en/systems/water-management/vacuum-toilet-assembly.html

20. Bahn, P.G. Iceman in the cold light of day. / P.G. Bahn, K. Everett // Nature -1993.- Vol. 362, № 6415. -P. 11-12.

21. Spindler, K. / Summary report on the mummified glacier corpse found at Hauslabjoch in the Ötztal Alps / K. Spindler // Eclogae Geologicae Helvetiae. -1995.- Vol. 88. № 3. -P. 699-709.

22. Dinnis, R. Bladelet cores as weapon tips? Hafting residue identification and micro-wear analysis of three carinated burins from the late Aurignacian of Les Vachons / R. Dinnis, A. Pawlik, C. Gaillard // Journal of Archaeological Science. -2009.- Vol. 36, № 9. -P. 19221934.

23. Mazza, P.P.A. A new Palaeolithic discovery: tar-hafted stone tools in a European Mid-Pleistocene bone-bearing bed / P.P.A. Mazza, F. Martini, B. Sala, M. Magi, M.P. Colombini, G. Giachi, F. Landucci, C. Lemorini, F. Modugno, E. Ribechini // Journal of Archaeological Science. -2006.- Vol. 33, № 9. -P. 1310-1318.

24. Pawlik, A. Hafted armatures and multi-component tool design at the Micoquian site of Inden-Altdorf / A. Pawlik, J. Thissen // Journal of Archaeological Science. -2011.- Vol. 38, № 7. -P. 1699-1708.

25. Thissen, J. Steingeräte mit Birkenpechresten: Ältester Klebstoff Mitteleuropas / J. Thissen, A. Pawlik // Archaeologie in Deutschland. -2010.- Vol. 26, № 3. -P. 4.

26. Matting, A. Metallkleben: Grundlagen, Technologie, Prüfung, Verhalten, Berechnung, Anwendung. / A. Matting // Berlin : Springer Verlag, 1969. - 424 p.

27. Brockmann, W. Klebtechnik: Klebstoffe, Anwendungen und Verfahren. / W. Brockmann, P.L. Geiß, K.J. Schroeder // Weinheim : Wiley-VCH

Verlag, 2005. -434 p.

28. Brueckner, R. Reaktionsmechanismen: Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden. / R. Brueckner // Heidelberg : Spektrum Akademischer Verlag, 1996. -865 p.

29. Beyer, H. Lehrbuch der organischen Chemie. / H. Beyer, W. Walter // Stuttgart : Hirzel, 1998. -1176 p.

30. Higgins, A. Adhesive bonding of aircraft structures. / A. Higgins // International Journal of Adhesion and Adhesives. -2000.- Vol. 20, № 5. - P. 367-376.

31. Olsen, R. Perspektive: Kunststoff - der Werkstoff des 21. Jahrhunderts. / R. Olsen // VDI-Tagung Aufbereitungstechnik, 2010.

32. Endres, H. Biopolymere - Modeerscheinung oder nachhaltige Werkstoffe? / H. Endres // Mitteldeutscher Kunststofftag, Halle, 2011.

33. Plastics Europe, Association of Plastics Manufacturers: Plastics - the Facts 2015, An analysis of European plastics production, demand and waste data, 2015. - 30 p.

34. Industrieverband Klebstoffe e.V., 2015.

35. Комаров, Г.В. Способы соединения деталей из пластических масс / Г.В. Комаров // М.: Химия, 1979. - 144 с.

36. Комаров, Г.В. Клеи и технология склеивания: достижения и проблемы. / Г.В. Комаров // Полимерные материалы. -2011.- Т.7. -С. 45-48.

37. Feustel, J. Der Supersportwagen SLS AMG Electric Drive / J. Feustel, S. Lang, M.Hand // ATZ Automobiltechnische Zeitschrift. -2013.- Vol. 115, № 1. -P. 8-14.

38. BMW GROUP:

https://mediapool. bmwgroup. com/download/edown/pressclub

39. BOEING COMPANY: http://www.newairplane.com/787/design_highlights/#/visionarydesign/ composites/advanced-composite-use: Advanced Composite Use.

40. Possart, W. Studies on the Interphase of a Model Adhesive Joint. / W.

Possart , D. Fanter , S. Dieckhoff , T. Gesang , A. Hartwig , R. Höper , V. Schlett, O. D. Hennemann // The Journal of Adhesion. -1996.- Vol. 57, № 1-4. -P. 227-244.

41. Possart, W. Infrared Reflection Spectroscopy of Polycyanurate Thin Films on Solids-State of the Interphase. / W. Possart, D. Fanter, M. Bauer, A. Hartwig, O.D. Hennemann // The Journal of Adhesion. -1995.- Vol. 54, № 1-4. -P. 261-275.

42. Possart, W. Formation and structure of epoxy network interphases at the contact to native metal surfaces / W. Possart, J.K. Krueger, C. Wehlack, U. Müller, C. Petersen, R. Bactavatchalou, A. Meiser // Comptes Rendus Chimie. -2006.- Vol. 9, № 1. -P. 60-79.

43. Wehlack, C. Epoxy and Polyurethane Networks in Thin Films On Metals - Formation, Structure, Properties. / C. Wehlack, W. Possart, J.K. Krueger, U. Müller // Soft Materials. -2007.- Vol. 5, № 2-3. -P. 87-134.

44. Комаров, Г.В. Соединения деталей из полимерных материалов / Г.В. Комаров // Учеб. пособие. - СПб : Профессия, 2006. -444 с.

45. Lee. L.H. Fundamentals of Adhesion. / R.J. Good, M.K. Chaudhury, C.J. van Oss // New York : Springer Verlag, 2013. -454 p.

46. Achereiner, F. Verbesserung von Adhäsionseigenschaften verschiedener Polymerwerkstoffe durch Gasphasenfluorierung. / Frederik Achereiner // Dissertation, Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg, 2009. - 156 p.

47. Comyn, J. Adhesion Science. / J. Comyn // The Royal Society of Chemistry, Letchworth : Turpin Distribution Services Ltd., 1997. -150 p.

48. Rasche, M. Handbuch Klebtechnik. / M. Rasche // München : Hanser Verlag, 2012. - 616 p.

49. Pocius, A.V. Adhesion and Adhesives Technology. / A.V. Pocius // Munich : Hanser Verlag, 2012. -370 p.

50. Gutowski, W.S. Mechanisms of effective control of automotive

coatings adhesion to polymers and composites / W.S. Gutowski, S. Li,

C. Filippou, L. Russel // European Coatings Conference, Düsseldorf, Germany, 2015. -15 p.

51. Mittal, K.L. Polymer Surface Modification: Relevance to Adhesion. / K.L. Mittel, K. Mittal // New York : Brill Academic Pub, 2000. -394 p.

52. Ebnesajjad, S. Handbook of Adhesives and Surface Preparation: Technology, Applications and Manufacturing. / S. Ebnesajjad // Chadds Ford : William Andrew, 2010. -450 p.

53. Schindel-Bidinelli, E.H. Konstruktives Kleben. / E.H. Schindel-Bidinelli, W. Gutherz // Weinheim : Wiley-VCH Verlag, 1988. - 325 p.

54. Possart, W. Adhesion: Current Research and Applications. / W. Possart // New Jersey : John Wiley & Sons, 2006. -608 p.

55. Kopczynska, A.Oberflächenspannungsphänomene bei Kunststoffen -Bestimmung und Anwendung. / Agnieszka Kopczynska, Dissertation, Universität Erlangen-Nürnberg, 2008. - 144 p.

56. Bischof, C. Zur Adhäsion in Metall-Polymer-Grenzschichten und ihrer praktischen Nutzung. / C. Bischof, A. Bauer, W. Possart, R. Kapelle, R.

D. Schulze // Acta Polymerica. -1989.- Vol. 40, № 3, -P. 214-221.

57. Bikerman, J.J. The science of adhesive joints. / J.J. Bikerman // New York : Academic Press, 1961. -364 p.

58. De Bruyne, N.A. The nature of adhesion. / N.A. De Bruyne // Aircraft Engineer. -1939.- Vol. 18, № 12. -P. 51-54.

59. Derjagin, B.W. The force between molecules. / B.W. Derjagin // Scientific American. -1960.- Vol. 203. -P. 47.

60. Kinloch, A.J. The science of adhesion. / A.J. Kinloch // Journal of Materials Science. -1980.- Vol. 15, № 9. - P. 2141-2166.

61. Lee, L.H. Fundamentals of Adhesion. / L.H. Lee // New-York : Plenum Press, 1991. -454 p.

62. Lee, L.H. Correlation between Lewis Acid-Base Surface Interaction Components and Linear Solvation Energy Relationship Solvatochromic a and ß Parameters. / L.H. Lee // Langmuir. -1996.- Vol. 12. -P. 1681-

63. Voyutskii, S.S. The role of diffusion phenomena in polymerto-polymer adhesion. / S.S. Voyutskii, V.L. Vakula // Journal of Applied Polymer Science. -1963.- Vol. 7, № 2. -P. 475-491.

64. Garbassi, F. Polymer surfaces. / F. Garbassi // Chichester : Wiley, 1998. -486 p.

65. Sharpe, L.H. Surface Energetics, Adhesion and Adhesive Joints. / L.H. Sharpe, H. Schonborn. // Advances in Chemistry. - 1964.- Vol. 43. -P. 189-201.

66. Kaliske, G. Zu Problemen der Oberflächenvorbehandlung metallischer Fügeteile in der Klebtechnik unter besonderer Berücksichtigung der mechanischen Vorbehandlung. / G. Kaliske // Plaste u. Kautschuke. -1971.- Vol. 18. -P. 446-452.

67. Комаров, Г.В. Клеи и технология склеивания: достижения и проблемы. / Г.В. Комаров // Полимерные материалы. -2011.- T. 5. -с. 33-36.

68. Lippert, T. Chemical and spectroscopic aspects of polymer ablation: special features and novel directions. / T. Lippert, J.T. Dickinson // Chemical Reviews. -2003.- Vol. 103. -P. 453-485.

69. IGF-Research project Nr.: 18249 N Innovative Oberflächenvorbehandlungsmethode mittels UV-Laser zum klebtechnischen Fügen von Kunststoffen. / SKZ // Würzburg : Report, 2016. -186 p.

70. Bullinger, H.J. Technology Guide, Principles Applications Trends. / H.J. Bullinger // Heidelberg : Springer Verlag, 2009. -P. 18-30.

71. Baeuerle, D. Perspectives of laser processing and chemistry. / D. Bäuerle, R. Denk, J.D. Pedarnig, K. Piglmayer, J. Heitz, G. Schrems // Applied Physics A. -2003.- Vol. 77, № 2. -P. 203-207.

72. Beihorn, F. Photoablation von Polymeren unter Variation der Pulsdauer im ps-/fs-Bereich. / F. Beilhorn // München : GRIN Verlag, 1996. -88 p.

73. SKZ-BLZ Tagung: Laserbearbeitung von Kunststoffen, Erlangen, 2011.

74. Kraus, E. Surface Treatment with Ultraviolet Laser for Adhesive Bonding of Polymeric Materials. / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, O. Stoyanov, I. Starostina // Journal of Adhesion. -2017.-Vol. 93, № 3. -P. 204-215.

75. Phipps, C.R. Laser ablation and its applications. / C.R. Phipps // New Mexico : Springer, 2007. - 548 p.

76. Miller, J.C. Laser ablation, Principles and Applications. / J.C. Miller // Toronto : Academic press, 1998. -183 p.

77. Andrew, J.E. Direct etching of polymeric materials using a XeCl laser. / J.E. Andrew, P.E. Dyer, D. Forster, P.H. Key // Applied Physic Letters. -1983.- Vol. 43. - P. 717.

78. Srinivasan, R. Ultraviolet Laser Ablation and Etching of Polymethyl Methacrylate Sensitized with an Organic Dopant. / R. Srinivasan, B. Braren // Applied Physics A. -1988. Vol. 45. -P. 289-292.

79. Srinivasan, R. Ultraviolet laser ablation and decomposition of organic materials. / R. Srinivasan, B. Braren, K.G. Casey // Applied Chemie. -1990.- Vol. 62, № 8. - P. 1581-1584.

80. Breuer, J. Photolytic surface modification of polymers with UV-laser radiation. / Breuer , S. Metev , G. Sepold: S. Metev , G. Sepold // Journal of Adhesion Science and Technology. -1995.- Vol. 9, № 3. 1995. -P. 351-363.

81. Rotel, M. Pre-bonding technology based on excimer laser surface treatment. / M. Rotel, J. Zahavi, S. Tamir, A. Buchman, H. Dodiuk // Applied Surface Science. -1999.- Vol. 154-155. -P. 610-616.

82. Moritmer, C.E. Chemie - Das Basiswissen der Chemie. / C.E. Moritmer, U. Müller // Stuttgart : Georg Thieme Verlag, 2003. -750 p.

83. Jakubith, M. Chemie und Chemietechnik. / M. Jakubith // Weinheim : VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim, 1992. -304 p.

84. Riedel, E. Allgemeine und Anorganische Chemie. / E. Riedel // Berlin : Walter De Gruyter Verlag, 2010. -414 p.

85. Schwister, K. Taschenbuch der Chemie. / K. Schwister // Leipzig : Carl Hanser-Verlag, 2001. -829 p.

86. Hochrein, T. Prozessmesstechnik in der Kunststoffaufbereitung. / T. Hochrein, I. Alig // Würzburg : Vogel-Verlag, 2011. -520 p.

87. Abraham, M.H. Scales of solute hydrogen-bonding: their construction and application to physicochemical and biochemical processes. / M.H. Abraham // Chemical Society Review. -1993.- Vol. 22. -P. 73-83.

88. Богданова, Ю.Г. Адгезия и её роль в обеспечении прочности полимерных композитов. / Ю.Г. Богданова // Учебное пособие для студентов по специальности, «Композиционные наноматериалы», Москва, 2010. - 68 c.

89. Pretsch, E. Spektroskopische Daten zur Strukturaufklaerung organischer Verbindungen. / E. Pretsch, P. Buehlmann, M. Badertscher // Heidelberg : Springer-Verlag, 2010. -424 p.

90. Demtröder, W. Laserspektroskopie, Grundlagen und Techniken. / W. Demtröder // Heidelberg : Springer Verlag, 2007. -431 p.

91. Hesse, M. Spektroskopische Methoden in der organischen Chemie. / M. Hesse, H. Meier, B. Zeeh // Stuttgart : Thieme-Verlag, 2005. -468 p.

92. Lehmann, T. UV/VIS-Spektroskopie. / T. Lehmann // Freie Universität Berlin, 2009. -15 p.

93. J.B. Lambert, Organic Structural Spectroscopy. / J.B. Lambert, S. Gronet, H.F. Shurvell, D.A. Lightner, R.G. Cooks // New Jersey : Prentice Hall, 2001. -552 p.

94. Basting, D. Excimer Laser Technology: Laser Sources, Optics, Systems And Applications. / D. Basting: // Göttingen : Lambda Physic AG, 2001. -292 p.

95. Рыбкин, B.B. Низкотемпературная плазма как инструмент модификации поверхности полимерных материалов. / В.В. Рыбкин // Соросовский Образовательный журнал. -2000.- Т. 6, № 3. -с. 5863.

96. Calderon, J.B. Oberflächenmodifizierung und -analytik von Polyimid. /

J.B. Calderon // Rheinisch-Westfällische Technische Hochschule Aachen, Dissertation, 2005. -p. 136.

97. Friedrich, J. Ageing and degradation of poly(ethyleneterephthalate) in an oxygen plasma. / J. Friedrich, I. Loeschcke, H. Frommelt // Polymer Degradation and Stability. -1991.- Vol. 31, № 1. -P. 97-114.

98. Diener, C. Plasmatechnik, Plasmaeffekte, Ebhausen : Sonderdruck, Diener, 2015

99. Yasile, C. Environmentally Degradable Materials Based on Multicomponent Polymeric Systems. / C. Yasile, G.E. Zaikov // Leiden : Koninklijke Brill NV, 2009. -550 p.

100. Liston, E.M. Plasma surface modification of polymers for improved adhesion: a critical review. / E.M. Liston // Journal of Adhesion. -1989.- Vol. 30, № 1-4. -P. 199-218.

101. Jama, C. Behandlung von Poly (etheretherketon) (PEEK) Oberflächen durch entfernte Plasmaentladung. XPS-Untersuchung der Alterung von plasmabehandelten PEEK. / C. Jama, O. Dessaux, P. Goudmand, L. Gengembre, J. Grimblot // Surface and Interface Analysis. -1992.- Vol. 18. -P. 751-756.

102. Boenig, H.V. Fundamentals of Plasma Chemistry and Technology. / Boenig H.V. // Lancaster : PA Technonic Publ. Co., 1988. -417 p.

103. Maierhofer, C. Non-destructive evaluation of reinforced concrete structures. Vol.2: Non-destructive testing methods. / C. Maierhofer, H.W. Reinhardt, G. Dobmann // Boca Raton : Crc Press Inc, 2010. -608 p.

104. IGF-Research project Nr.: ZN 04150/07: Terahertz-Spektroskopie zur zerstörungsfreien Prüfung von stoffschlüssigen Kunststoffverbindungen mit Schwerpunkt Schweißqualitätskontrolle. / SKZ // Würzburg : SKZ, 2011. -196 p.

105. IGF-Research project Nr.: ZN 395/1: Entwicklung eines portablen Messsystems auf Basis der Terahertz-Zeitbereichstechnik fuer die zerstoerungsfreie Pruefung von geschweißten und geklebten Fuegeverbindungen. . / SKZ // Würzburg : SKZ, 2014. -211 p.

106. Schober, G. Comparative Study on Non-destructive Testing Methods for the Plastics Industry. / G. Schober, S. Kremling, E. Kraus, T. Hochrein, P. Heidemeyer, M. Bastian // Orlando : Proceedings of ANTEC, 2015.

107. Afsar, M.N. Precision dielectric measurements of nonpolar polymers in the millimeter wavelength range. / M.N. Afsar // IEEE Transactions on Microwave Theory and Thechniques. -1985.- MTT-33, № 12. -P 1410-1415.

108. Baudrit, B. Terahertz-Spektroskopie zur zerstörungsfreien Prüfung von stoffschlüssigen Kunststoffverbindungen mit dem Schwerpunkt Schweißnahtqualitätskontrolle. / B. Baudrit, B. E. Kraus, M. Bastian, P. Heidemeyer, S. Wietzke, N. Krumbholz, C. Jansen, O. Peters, M. Koch // Joining Plastics. -2010.- Vol. 3-4. -P. 170-178.

109. Wietzke, S. Terahertz-Spektroskopie an der Schwelle zur industriellen Praxis. / S. Wietzke, C. Jördens, C. Jansen, N. Krumbholz, M. Scheller, O. Peters, M. Bastian, B. Baudrit, T. Hochrein, T. Zentgraf, M. Koch // Kunststoffe. -2010.- Vol. 4. -P. 20-25.

110. Wietzke, S Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie: zerstörungsfreies Messverfahren zur Polymerananlytik und Kunststoffbauteilprüfung, TU Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Dissertation, Braunschweig, 2011. -172 p.

111. Probst, T. Nondestructive determination of defects in firmly joint plastic compounds with portable THz system. / T. Probst, S.F. Busch, E. Kraus, B. Baudrit, V.P. Wallace, M. Koch // Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves (IRMMW-THz). -2013.- 38th International Conference; 01/2013.

112. Kraus, E. Reflection Time Domain Terahertz System for Testing Polymeric Connections. / E. Kraus, S. Kremling, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, O.V. Stoyanov, I.A. Starostina // Polymers Research Journal. -2015.- Vol. 9, № 3. -P. 345-353.

113. Краус, Э. Портативная система на основе терагерц-технологии во

временной области для неразрушающего контроля сварных и клеевых соединений - возможности и ограничения. / Э. Краус, С. Кремлинг, Б. Баудрит, П. Хаидемаиер, М. Бастиан, И.А. Старостина, О.В. Стоянов, А.М. Кочнев // Вестник казанского технологического университета. -2014.- T. 17, № 13. -с. 220-224.

114. Kraus, E. Portable terahertz measurement system based on time-domain technology for non-destructive testing of welded and bonded plastic joints. / E. Kraus, S. Kremling, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, O. Stoyanov, I. Starostina, A. Kochnev // Клеи. Герметики. Технологии T. 2, 2015. -c. 28-33.

115. Kraus, E. Terahertz- und Röntgenverfahren für die Analyse von Kunststoffverbindungen, Master Thesis, Hagen : FernUniversität, 2013. -93 p.

116. Horlemann, S. In-situ Testing of Bonded Polymer Joints by means of Computed Tomography. / S. Horlemann, E. Kraus, B. Baudrit, M. Bastian, A. Tissen, J. Hiller, S. Zabler // KGK rubberpoint. -2015.-Vol. 68, № 4. 2015. -P. 28-32.

117. Hanke, R. 2. Würzburger Fachtagung Innovative zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) für moderne Kunststoffe. / R. Hanke // Symposium, Würzburg, 2011.

118. Groupe Européen de Recherches Gazieres. The European Gas Research Group. / GERG // Brüssel, Belgien, 2013.

119. Hillger W. NDT-Verfahren zur Qualitätskontrolle und für in-service Inspektionen von Composite- und integralen Flugzeugstrukturen. / W. Hillger, T. Ullmann // Werkstoffkolloquium, Köln, 2006.

120. Kapphahn G. Vergleich verschiedener zfP-Verfahren zur Bewehrungsortung, Experimentelle Untersuchungen von Baukonstruktionen. / G. Kapphahn // 3. Symposium, Dresden, 2005

121. Mueller, C. Zuverlaessigkeit von zfP-Verfahren - Internationaler Stand der Diskussion. / C. Mueller, J. Voelker // Symposium, Berlin, 2001.

122. Siemer, U Thermografische Prüfung von Fügeverbindungen im

Karosseriebau. / U. Siemer // DGZFP Jahrestagung Bremen, 2011.

123. Kraus, E. Limits and Possibilities in Destructive Testing of Bonded Polymer Connections. / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, O.V. Stoyanov, I.A. Starostina // Polymers Research Journal. -2015.- Vol. 9, № 3. -P. 337-344.

124. Краус, Э. Инновационные методы тестирования для клеевых соединений пластмасс. / Э. Краус, Б. Баудрит, П. Хаидемаиер, М. Бастиан, И. А. Старостина, В. В. Курносов, О.В. Стоянов // Вестник Казанского технологического университета. -2014.- T. 17, № 16. -с. 122-125.

125. Maierhofer, C. Non-destructive evaluation of reinforced concrete structures. Vol.1: Deterioration processes and standard test methods. / C. Maierhofer, H.-W. Reinhardt, G. Dobmann // Boca Raton : Crc Pr Inc, 2010. -250 p.

126. Richtlinie DVS 2203-6 BB2, Prüfen von Fügeverbindungen aus polymeren Werkstoffen, Prüfen von Klebeverbindungen im Scher- und Schälversuch. / DVS // Düsseldorf : DVS Media, 2008.

127. Rasche, M. Ergebnisse mit Vorsicht behandeln, Zugscherversuch nach DIN EN 1465, Adhäsion Kleben und Dichten. -2015.- Vol. 59, № 11. -P. 26-31.

128. Инструкция по эксплуатации LumiFrac 200, LUM, Берлин, 2016.

129. Lobato, E.M. Determination of Surface Free Energies and Aspect Ratio of Talc. / E.M. Lobato // PhD thesis. Virginia Polytechnic Institute and State University, USA, 2004. -214 p.

130. Erbil, H.Y. Determination of surface free energy components of polymers from contact angle data using nonlinear programming methods / H.Y. Erbil, R.A. Meric // Colloids Surfaces. -1988.- Vol. 33. -P. 85-97.

131. Young, T. An Essay on the Cohesion of Fluids. / T. Young // Philosophical Transactions of the Royal Society of London, The Royal Society. -1805.- Vol. 95. -P. 65-87.

132. Eick, J.D. Thermodynamics of contact angles. II. Rough solid surfaces. / J.D Eick, R.J. Good, A.W. Neumann // Journal of Colloid and Interface Science. -1975.- Vol. 53. -P. 235-248.

133. Oliver, J.F. An experimental study of some effects of solid surface roughness on wetting / J.F. Oliver, C. Huh, S.G. Mason // Colloids and Surfaces. -1980.- Vol. 1, № 1. -P. 79-104.

134. Dettre, R.H. Contact Angle Hysteresis. IV. Contact Angle Measurements on Heterogeneous Surfaces. / R.H. Dettre, R.E. Johnson, // The Journal of Physical Chemistry. -1965.- Vol. 69, № 5. -P. 15071515.

135. Neumann, A.W. Thermodynamics of contact angles. I. Heterogeneous solid surfaces. / A.W. Neumann, R.J. Good // Journal of Colloid and Interface Science. -1972.- Vol. 38, № 2. -p. 341-358.

136. Owens, D.K Estimation of the surface free energy of polymers. / D.K. Owens, R.C. Wendt // Journal of Applied Polymer Science. -1969.-Vol. 13. -P.1740-1747.

137. Старостина, И.А. Роль первичных ароматических аминов в усилении адгезионного взаимодействия модифицированного полиэтилена со сталью: Автореф. дисс. канд. тех. наук / Старостина Ирина Алексеевна ; КГТУ; -Казань, 1996. -170 с.

138. Etzler, F.M. Assessment of Acid-Base Character of Polymer Surfaces from Contact Angle and Other Surface Chemical Data. / F.M. Etzler, J. Simmons, N. Ladyzhynsky, V. Thomas, S. Maru // Acid-base Interactions: Relevance to Adhesion Science and Technology, Ed. K.L. Mittal, 2000. -395 p.

139. Qin, X. Characterization of polystyrene surface by a modified two-liquid laser contact angle goniometry. / X. Qin, W.V. Chang // Journal of Adhesion Science and Technology. -1995.- Vol. 9. -P. 823-841.

140. Neumann, A.W. Applied Surface Thermodynamics. / A.W. Neumann, R. David, Y. Zuo. // Boca Raton : CRC Press, 1996. -765 p.

141. Van Oss, C.J. / C.J. van Oss, R.J. Good, M.K. Chaudhury // Journal of

Protein Chemistry. -1986.- Vol. 5. -P. 385-402.

142. Van Oss, C.J. Additive and nonadditive surface tension components and the interpretation of contact angles. / C.J. van Oss, R.J. Good, M.K. Chaudhury// Langmuir. -1988.- Vol. 4, № 4. -P. 884-891.

143. Van Oss C.J, The Mechanism of Phase Separation of Polymers in Organic Media—Apolar and Polar Systems. / C.J. van Oss C.J, M.K. Chaudhury, R.J. Good // Separation Science and Technology. -1989.-Vol. 24, № 1-2. -P.15-30.

144. Van Oss, C.J. Estimation of the Polar Surface Tension Parameters of Glycerol and Formamide, for Use in Contact Angle Measurements on Polar Solids. / C.J. van Oss, R.J. Good, H.J. Busscher // Journal of Dispersion Science and Technology. -1990.- Vol. 11, № 1. -P. 75-81.

145. Starostina, I.A. Studies on the surface properties and the adhesion to metal of polyethylene coatings modified with primary aromatic amines. / I.A. Starostina, O.V. Stoyanov, S.A. Bogdanova, R.J. Deberdeev, V.V. Kurnosov, G.E. Zaikov // Journal of Applied Polymer Science. -2001.- Vol. 49, № 2. -P. 388-397.

146. Хасбиуллин, P.P. Кислотно-основные взаимодействия в адгезионных соединениях модифицированного полиэтилена с металлом. / P.P. Хасбиуллин, О.В. Стоянов, А.Е. Чалых, И.А. Старостина // Журнал прикладной химии T. 74, № 11. -С. 18591862.

147. Kustovskii, V.Y. Acid-Base Interactions and Adhesion Capacity in the System Constituted by an Epoxy Coating and a Metal. / V.Y. Kustovskii, I.A. Starostina, O.V. Stoyanov // Russian Journal of Applied Chemistry. -2006.- Vol. 79, № 6. -P. 930-933.

148. Старостина, И.А. Связь приведенного параметра кислотности с адгезионными свойствами эпоксидных покрытий. / И.А.Старостина, О.В. Огоянов, Р.М. Гарипов, А.И. Загидуллин, В.Я. Кустовский, Н.И. Кольцов, М.В. Кузьмин, Д.М. Трофимов, В.Г. Петров // Лакокрасочные материалы и их применение. -2007.-

T. 5. -С. 32-37.

149. Starostina, I.A. Evaluation of the surface free energy of disperse additives for polymeric compositions under selective wetting conditions. / I.A. Starostina, D.A. Nguen, O.V. Stoyanov // Polymer Science Series D. -2015- Vol. 8, № 4. -p. 280-286.

150. Starostina, I.A. Determination of thermodynamic characteristics of metal surfaces under selective wetting conditions. / I.A. Starostina, E. Kraus, D.A. Nguen, A. A. Ivanova, A. A. Momzyakov, S.N. Rusanova, O.V. Stoyanov // Polymer Science Series D. -2015.- Vol. 8, № 4. -P. 287-291.

151. Starostina, I.A. Adhesion of Polymers: New Approaches to Determination of Surface Properties of Metals. / I.A. Starostina, D.A. Nguyen, E.V. Burdova, O.V. Stoyanov // Polymer Science Series D. -2013.- Vol. 6, № 1. -P. 1-4.

152. Hirsch, V. Bestimmung des adhäsiven Potenzials von Bitumen und Gesteinsoberflächen mit Hilfe der Kontaktwinkelmessmethode. / V. Hirsch, B. Friemel-Goettich // Berichte der BAST, Heft S59, Wirtschaftsverlag NW, Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven, 2009. - 59 p.

153. Svendsen, J.R. Adhesion between coating layers based on epoxy and silicone. / J.R. Svendsen // Journal of Colloid and Interface Science. -2007.- Vol. 316. -P. 678-686.

154. Нгуен, Д.А. Поверхностные энергетические характеристики компонентов, составляющих адгезионные соединения полимерных композиций и металлов : дисс. канд. техн. наук. : 02.00.11 / Нгуен Дык Ань ; КНИТУ, науч. рук. И.А. Старостина. - Казань, 2016. -131 с.

155. Prasad, S. Interfacial Segregation in Polymer Blends Driven by Acid-Base Interactions. / S. Prasad, H. Zhu, A. Kurian, I. Badget, A. Dhinojwala // Langmuir. -2013.- Vol. 29, № 51. -P. 15727-15731.

156. Cain, R.C. Quantum-mechanical approach to understanding acid-base

interactions at metal-polymer interfaces. / R.C. Cain // Journal of Adhesion Science and Technology. -2012.- Vol. 4, № 1. -P. 333-351.

157. Starostina, I.A. Application of the Acid-Base Approach to Explain Adhesive Properties of Modified Rubber Coatings. / I.A. Starostina, O.V. Stoyanov, N.V. Makhrova, D.A. Nguen, M.S. Perova, R.Yu. Galimzyanova, E.V. Burdova, Yu.N. Khakimullin // Polymer Science Series D. -2012.- Vol. 5, № 2. -P. 89-91.

158. Kraus, E. Acid-base properties of polyethylene composites with clays. / E. Kraus, D.A. Nguen, A. Efimova, I. Starostina, O. Stoyanov // Journal of Applied Polymer Science. -2016.- Vol. 133, № 30, -P. 43629.

159. Starostina, I.A. Determination of thermodynamic characteristics of metal surfaces under selective wetting conditions. / I.A. Starostina, E. Kraus, D.A. Nguen, A.A. Ivanova, A.A. Momzyakov, S.N. Rusanova, O.V. Stoyanov // Polymer Science Series D. -2015.- Vol. 8, № 4, -P. 287-291.

160. Kraus, E. Perspektiven der Säure-Base-Methode zur Untersuchung der Oberflächeneigenschaften von Polymeren. / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian, D.A. Nguen, I.A. Starostina, O.V. Stoyanov // Chemie Ingenieur Technik. -2015.- Vol. 87, № 10. -P. 1334-1341.

161. Seidel, C. Surface modification of films of various high temperature resistant thermoplastics. / C. Seidel, C. Damm, H. Muenstedt // Journal of Adhesion Science and Technology. -2007.- Vol. 21. -P. 423-439.

162. Weiss, C. Metallisierung von Folien auf der Basis von Polyetherketon (PEEK) für flexible Schaltungsträger. / C. Weiss // Dissertation, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2002. -144 p.

163. Deimichei, A. Thesis, Trento : University of Trento, 1996.

164. Сумм, Б.Д. Физико-химические основы смачивания и растекания. / Б.Д. Сумм, Ю.В. Горюнов // M. : Химия, 1976. -232 c.

165. Де Жен, П.Ж. Смачивание: статика и динамика. / П.Ж. Де Жен // Успехи физ. наук. -1987.- Т. 51, № 4, -619 c.

166. Padday, J.F. Surface and Colloid Science. / J.F. Padday // New York :

Wiley, 1969. -252 p.

167. Douillard, J.M. Concerning the Thermodynamic Consistency of the "Surface Tension Components" Equations. / J.M. Douillard, // Journal of Colloid and Interface Science. -1997.- Vol. 188. -p. 511-514.

168. Tavana, H. Contact angle hysteresis on fluoropolymer surfaces / H. Tavana, D. Jehnichen, K. Grundke, M.L. Hair, A.W. Neumann // Advances in Colloid and Interface Science. -2007.- Vol. 134-135. -P. 236-248.

169. Karpitschka, S. Droplets move over viscoelastic substrates by surfing a ridge. / S. Karpitschka, S. Das, M. van Gorcum, H. Perrin, B. Andreotti, J. H. Snoeijer // Nature Communications. -2015.- Vol. 6, № 7891.

170. Xu, Z.N. A highly accurate dynamic contact angle algorithm for drops on inclined surface based on ellipse-fitting. / Z.N. Xu, S.Y. Wang // Review of Scientific Instruments. -2015.- Vol. 86, № 2.

171. Della Volpe, C. Recent theoretical and experimental advancements in the application of van Oss-Chaudury-Good acid-base theory to the analysis of polymer surfaces I. General aspects / C. Della Volpe, S. Siboni, D. Maniglio, M. Morra // Journal of Adhesion Science and Technology. -2003.- Vol. 17, № 11. -P. 1477-1505.

172. Краус, Э. Обработка поверхности полимеров ультрафиолетовым лазером для улучшения качества склеивания. / Э. Краус, Б. Баудрит, П. Хаидемаиер, М. Бастиан, О.В. Стоянов, И.А. Старостина / /Клеи. Герметики, Технологии. -2015.- № 8. С. 2431.

173 Анисимов, С.И. Избранные задачи теории лазерной абляции. / С.И. Анисимов, Б.С. Лукьянчук // Успехи физических наук. -2002.- Т. 172. № 3. -C. 301-333.

174. Briggs, D. Surface analysis of polymers by XPS and static SIMS. / D. Briggs // Cambridge : Cambridge University Press, 1998. -216 p.

175. Краус, Э. Анализ поверхностей полимеров, обработанных плазмой низкого давления, с точки зрения кислотно-оцновного подхода. /

Э. Краус, Б. Баудрит, П. Хаидемаиер, М. Бастиан, О.В. Стоянов, И.А. Старостина // Вестник Казанского технологического университета. -2015.- Т.18. № 4. -С. 71-76.

176. Kraus, E. Fast detection of mechanical strength. / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian // Adhesion Adhesives & Sealants. -2014.-Vol. 11, № 4. -P. 31-34.

177. Kraus, E. Der Festigkeit schnell auf der Spur. / E. Kraus, B. Baudrit, P. Heidemeyer, M. Bastian // Adhäsion Kleben & Dichten. -2014.- Vol. 58, № 9. -P. 43-47.

178. Leggat, B.R. Adhesion of epoxy to hydrotalcite conversion coatings: I. Correlation with wettability and electrokinetic measurements / B.R. Leggat // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. -2002.- Vol. 210. -P. 69-81.

179. Кустовский, В.Я. Кислотно-основные взаимодействия и адгезионная способность в системе эпоксидное покрытие - металл. / В.Я. Кустовский, И.А. Старостина, О.В. Стоянов // Журнал прикладной химии. -2006.- Vol. 79 № 6. -С. 940-943.

180. Levov, N.N. Destruction mechanism of epoxide adhesive materials modified by thermoplastics. / N.N. Levov // Polymer Science Series D. -2011-- Vol. 4, № 1. -P. 5-7.

181. Strobel, M. The role of low-molecular-weight oxidized materials in the adhesion properties of corona-treated polypropylene film. / M. Strobel, C. S. Lyons // Journal of Adhesion Science and Technology. -2003.-Vol. 17, № 1. -P. 15-23.

182. Davidson, M.R. Surface studies of low molecular weight photolysis products from UV-ozone oxidised polystyrene. / M.R. Davidson, S.A. Mitchell, R.H. Bradley // Surface Science. -2005.- Vol. 581, № 2. -P. 169-177.

183. Chehimi, M.M. Acid-Base Interactions: Relevance to Adhesion and Adhesive Bonding. / M.M. Chehimi, A. Azioune // Handbook of Adhesive Technology, New York : Marcel Decker Inc, 2003. -380 p.

184. Osswald, T.A. Materials Science of Polymers for Engineers. / T.A. Osswald, G. Menges // Munich : Hanser, 2012. -P. 216-240.

185. Goodship, V. Practical Guide to Injection Moulding. / V. Goodship // Shropshire : Arburg, 2004, -P. 213-230.

186. Goodship, G. Multi-Material Injection Moulding. / G. Goodship, J.C. Love // Oxford : Rapra Review Reports, 2002. -116 p.

187. Dammer, L. European Bioplastics, Market Developments of and Opportunities for biobased products and chemicals. / L. Dammer, M. Carus, A. Raschka, L. Scholz // Study of Nova-Institute, 2014. -69 p.

188. Fowler, G.T. Cost and Performance Evaluation Models for Comparing Multi-shot and Traditional Injection Molding. / G.T. Fowler // PhD-Thesis. Maryland : Univ. Maryland, 2004.

189. Islam, A. Two Component Micro Injection Moulding for Moulded Interconnect Devices. / A. Islam // PhD-Thesis. Technical University of Denmark, Lyngby, 2008. -P. 69-82.

190. Brecher, C. Integrative Production Technology for High-Wage Countries. / C. Brecher // Heidelberg : Springer Verlag, 2012. -P. 500510.

191. London, F.H. The general theory of molecular forces. / F.H. London // T. Faraday Soc. -1937.- Vol. 33, № 8, -P. 8b-26.

192. Drago, R.S. A Four-Parameter Equation for Predicting Enthalpies of Adduct Formation. / R.S. Drago, C.G. Vogel, T.E. Needham // Journal of American Chemical Society. -1971.- Vol. 93, № 23. -p. 6014-6026.

Копия оригинала

ПРИЛОЖЕНИЕ

DELO

D Е LO Industrie Kiebslalíe DÉLO-Allee i 069(19 WUdíCh Qemwhfand

SKZ - KFE gGmbH Herrn Dr.-Ing. Heidemsyer Friedrich-Bergius-Ring 22 97076 Würzburg

15. April 2013

Telefon [phone] Telefax [phone] [e-mail]

Innovative Oberflächenvorbehandlungsmethode mittels UV-Laser zum klebtechnischen Fügen von Kunststoffen

Sehr geehrter Herr Dr.-Ing. Heidemeyer,

um Klebeprozesse weiter in Richtung „Null-Fehler" zu entwickeln und Klebeverbindungen besser berechnen zu können, gewinnt die Oderflächen Vorbehandlung weiter an Bedeutung. Hier stellt die Lasertechnik eine sehr preiswerte und gut automatisierbarer Lösung dar, die gleichzeitig sehr effektiv die beiden Qualität steigernden Aspekte Oberflächengüte {z.B. gezieltes Aufrauen oder Abtragen) und Reinigung in einem „berührungslosen" Arbeitsschritt vereint.

Daher hat die Fa. DELO INDUSTRIEKLEBSTOFFE ein großes Interesse an der Durchführung des Vorhabens. Bei erfolgreicher Validierung des neuen Vorbehandlungsverfahfens besteht für uns die Möglichkeit, durch Reduzierung der Ausschussrate die Produktivität zu steigern und somit bemerkenswert zur Materialeffizienz und Ressourcenschonung beizutragen und weitere Anwendungsfelder für das Kleben zu erschließen.

Unser Unternehmen hat ein großes Interesse an der Nutzung der erwarteten Forschungsergebnisse und würde eine Förderung dieses Vorhabens begrüßen.

Mit freundlichen Grüßen

I. V. Martin Böttcher Produklmanager

SKZ - KFE gGmbH Herrn Dr.-lng. Heidemeyer Friedrich-Bergius-Ring 22 97076 Würzburg

Инновационный метод обработки поверхности с помощью ультрафиолетового лазера для склеивания пластмасс

Уважаемый господин Др. Хайдемаиер,

для продолжения развития процессов склеивания ,,к нулевому производственному дефекту" и расчёта адгезионных связей обработка поверхности приобретает все более сильное значение. Лазерная технология обработки поверхности является в этом случае очень рентабельным и легко автоматизированным процессом, который сочетает в себе эффективную обработку и улучшение качества поверхности (например через увеличение шероховатости при абляции) и очистку в одной бесконтактной операции.

Таким образом, Fa. Delo Industrie Klebstoffe проявляет большой интерес в осуществлении выше указанного проекта. После успешной проверки новых процессов предварительной обработки для нас появляется возможность увеличения производительности за счет снижения брака и, следовательно, увеличению эффективности использования материалов, а так же сохранению ресурсов и открытию дополнительных сфер в применении области склеивания.

Наша компания имеет большой интерес к использованию результатов исследований и приветствует продвижение этого проекта.

С уважением,

Martin Böttcher (Менеджер продуктов)

SKZ - KFE gGmbH Dr.-lng. Heidemeyer Friedrich-Bergius-Rmg 22 97076 Würzburg

Инновационный метод поверхностной предварительной обработки для пластиковых склеивания с помощью УФ-лазера

Уважаемый господин Др. Хайдемаиер,

в области технического склеивания возрастает важность предварительной обработки поверхности и связанная с этим более высокая воспроизводительность. Предварительная обработка поверхности компонентов является важным инструментом для повышения качества клеевых соединений.

Electrolux использует склеивание уже много лет в различных продуктах, и поэтому мы имеем очень большой интерес к реализации данного проекта.

После успешной ратификации новой предварительной обработки мы будем иметь возможность уменьшить количество брака и тем самым увеличить продуктивность. Кроме того, мы можем повысить эффективность использования материала и сохранения ресурсов.

Наша компания имеет большой интерес к использованию ожидаемых результатов научно-исследовательских работ иприветствует реализацию этого проекта.

С уважением, Tomasz Szydelko

(Менеджер лаборатории развития и исследования Global Cooking)

SKZ-KFE gGmbH Herrn M.Sc. Eduard Kraus Friedrich-Bergius-Ring 22

97076 Wuerzburg

Improvement of Mechanical Properties of Adhesive Bonds by Surface Treatment with UV-Laser and Low-Pressure Plasma

Dear Mr. Kraus,

Due to increasing importance of adhesive joining processes for polymeric materials and a steadily growing demand in the reproducible surface pre-treatment. Recovering additional information on adhesive bonding process or surface treatment processes is the ultimate instrument for increasing the quality of adhesively bonded joints. The UV-laser and low-pressure plasma provides promising approaches.

Providing reliable and innovative solutions in vehicle dynamics, improving safety and environmental susfainability in the global commercial vehicle industry Haldex has a interest in the results of the above-mentioned topic. Successful validation of surface prs-treatmenf method by UV-laser and low-pressure plasma enables an increase of productivity by reducing the scrape rate and therefore would remartably contribute to material efficiency and resource conservation.

Our company has an interest in the use of the acquired research findings.

Best regards.

Car) Meilings B.Eng(Hon6/ Vico President R&D Air Conti

.a.A.CEng MIMechE Eltropo

Direct: +44 [0) 2478400307 Mobila: [phone]/ 199 E-mail' ca'inifeliing^-i'Shalflex.Bum hUpV/www halted r.om

Innovative Vehicle Solutions

HaMex Brake Products Ltd MIRA Technology Park Walling Street Warwickshire CV13 6DE United Kingdom

Ph one: + 44 (0)24 76 400 JOO

Fax: +44 {0)247$ 400 301

Email. infoiSlhaldBjj^om

Reg No. 1971131 England

VAT No. 444 703 042

ÖS- V у К AS ¡

©

L :V. 001

KIN 4504143-1ЩС

SKZ- KFE gGmbH Herrn M.Sc. Eduard Kraus Friedrich-Bergius-Ring 22 97076 Wüzburg

Инновационный метод обработки поверхности с помощью ультрафиолетового лазера для соединения пластмасс

Уважаемый господин Краус,

в связи с увеличением важности процессов клеевых соединений полимерных материалов и постоянно растущего спроса на воспроизводимые процессы предварительной обработки поверхности,создание дополнительной информации о процессе склеивания или процессов обработки поверхности является конечным инструментом для повышения качества клеевых соединений. Плазма низкого давления и УФ-лазер являются при этом перспективными подходами.

Обеспечивая надёжные и инновационные решения в области динамики автомобиля, повышения безопасности и экологической устойчивости в глобальной коммерческой автомобильной промышленности фирма Haldex имеет большой интерес к результатам исследований упомянутой выше темы. Успешная валидация поверхности методом предварительной обработки с помощью УФ-лазера и плазмы низкого давления обеспечивает повышения производительности за счет сокращения брака и, следовательно, в высшей степени способствовует эффективности использования материалов и сохранению ресурсов.

Наша компания имеет интерес к использованию полученных результатов исследований.

С уважением,

MBA, Carl Mellings

(Вице президент исследования и разработки) Копия оригинала

pairick.aiieinerSnolaH .com Phone «ЪУ 9J 63

FdK [phone]

nolax

no lax, 6203 fiecnpaeli-station, Schweis

SKH - KFE gGmbH He iter Dr.-Ir.g. Heidemeyer Friedrich-Bergius-Ring 22 D-97076 Würzburg

Ё. April 2013

Thema: innovative Oberflächenvorbehandiungsmethode mittels UV-Laser zum klebteciirüsehen Fügen von Kunststoffen

Sehr geehrter Herr Dr,-Ing. Heidemeyer,

aufgrund dec zunehmenden Bedeutung der Oberf]ächenVorbehandlung itri Bereich des klelbtechnischan Fügens und damit verbundenen höheren R»produzierbarkeit, stellt, die Oborflächenvarbehandlung am fertigen Bauteil ein wichtiges Instrument zur Erhöhung der Qualität von klebtechtiiseh gefügten Fügeverbindurigen der,

fila Klebstoifverarbeiter hat die Firma nolax daher ein großes Interesse an der Durchführung des Vorhabens, Eei erfolgreicher validierung des neuen Vorbehar.dlungsverfahrens besteht für uns die Möglichkeit, durch Reduzierung der Ausschusarate die; Produktivität tu steigern und somit bemerkenswert iui Katerialeffiz.ienz und Ressourcen-achonung beizutragen.

Unser Unternehmen hat ein grosies Interesse an der Nutzung der erwarteten Forschungsergebnisse und würde eine Förderung dJeses Vorhabens begrüßen,

Mit £reundlinhen Grüßen

Patrick Steiner Start-up Management

SKZ- KFE gGmbH Herrn Dr.-lng. Peter Heidemeyer Friedrich-Bergius-Rmg 22 97076 Wüzburg

Инновационный метод обработки поверхности с помощью ультрафиолетового лазера для соединения пластмасс

Уважаемый господин Др. Хаидемаиер,

в связи с ростом важности обработки поверхности в области склеивания, связанного с болеевысокой воспроизводимостью, плазменная и лазерная обработка поверхности продуктов является важным инструментом для повышения качества клеевых соединений.

Как переработчик клеев компания Nolax проявляет большой интерес к реализации данного проекта. После успешной валидации методов предварительной обработки, мы ожидаем увеличениепроизводительности за счет снижения числа бракованных изделий и, следовательно, в высшей степени способствию эффективности использования материалов и сохранения наших ресурсов.

Наша компания имеет большой интерес к использованию ожидаемых результатов научно-исследовательских работ и приветствует продвижение данного проекта.

С уважением,

Patrik Steiner (Стартап менеджмент)

S Oe-jEcrarid GmbH Snjttgaflei Scrapie 117. 72S74 0ao 'J га r:h

Geschäftsbuch Industry

fiiedailatsung Bad Lfrach

Stuttgarter StraÜa 117

fiS7J Ba<i Urach

HariS'ChriSlöph Thielern длп

Telefon. *49 7125-840-219

Telofan: +49 7 1 25-ftdt-22S

thielemяпл-hans-chrl&toph@desiha com

Dalum оэ.смдаэ

SKZ-KFE gGrinbH Herrn Dipl.-Ing. Eduard Kraus Fnedrich-Bergius-Ring 22

97D76 WLimburg

Innovative Oberflächenvorbehandlungsmethode mittels UV-Laser zum kJebtechnischen Fügen von Kunststoffen

Sehr geehrter Herr Kraus,

aufgrund unserer täglichen Arbeit mit Kiebeanforderungen unserer Kunden, ist ein wesentlicher Punkt die klebef reundiiche Gestaltung der Oberfläche auch unter der Berücksichtigung eines automatisierten Ablaufes, Die Qualitätsanforderungen wie die Reproduzierbarkeft sind wesentliche Merkmale einer Oberflächenvorbehandlung am fertigen Bauteil und erhöht damit die Akzeptanz des gesamten Fertigungsprozess „Kleben".

Als Klebstoffhersteller hat die Fa. Sika Deutschland GmbH daher ein großes Interesse an der Durchführung dieses Vorhabens. Bei erfolgreicher Validierung des neuen Vorbehandlungsverfahrens besteht für uns die Möglichkeif durch Reduzierung der Ausschussrate die Produktivität zu steigern und somit bemerkenswert zur Matehaieffizienz und Ressourcenschonung beizutragen.

Unser Unternehmen hat ein großes Interesse an der Mutzung der erwarteten Forschungsergebnisse und würde eine Förderung dieses Vorhabens begaißen. Wir bieten an, bei der Umsetzung von praktischen Prüfungen Klebstoffe und industrielle Vorbehandlungsmittel (als vergleichende Tests) aus unserem Hause bereit zu stellen.

Mit freundlichen Grüßen Sika Deutschland GmbH

г V. Hans-Ctiristoph Thielemartn (Produktingenieur)

Jiu-'U

(Produktingenieur)

SiKa Deutschland GmbH Hauptsltl Sluttgart Komwaslheimer Straßs ТСЭ-107 70439 Stuttgart Telefon [phone] Telefax +49 711 ВСЮ9321 Email' lnfo@de sika com Internet' wjw.sika de

SinderGeselIsthaft Stuttgart: Geschäftsführer Dipl.-Ing. Joachim Sltaub AG Stuttgart URS 23313 USWdent-Nr DE B13SS1973

Inn ovation & ; since Consistency i 1 9 1 Ü

SKZ- KFE gGmbH Herrn Dipl.-lng. Eduard Kraus Friedrich-Bergius-Ring 22 97076 Wüzburg

Инновационный метод обработки поверхности с помощью ультрафиолетового лазера для соединения пластмасс

Уважаемый господин Краус,

в нашей повседневной работе с требованиями наших клиентов, ключевым моментом является целенаправленный дизайн поверхности, придавая особенное внимание автоматизированнию процесса. Требования к качеству и воспроизводимости являются при этом важнейшими характеристиками обработки поверхностиклеевого продукта, увеличивая тем самым приемлемость всего производственного процесса "склеивание".

В качестве производителя клея фирма Sika Germany GmbH, следовательно, имеет большой интерес к реализации выше указанного проекта. После успешной проверки достоверности нового метода предварительной обработки, мы сможем увеличить скорость производительности за счет уменьшения брака и, следовательно, значительно способствовать эффективности использования наших материалов и тем самым сохранению наших ресурсов.

Наша компания имеет огромный интерес к использованию ожидаемых научно-исследовательских результатов и приветствует продвижение этого проекта. Мы предлагаем вам так же в реализации практических испытаний клеев провести предварительной обработки в промышленном объёме (в качестве сравнительных тестов) в нашей фирме.

С уважением,

Sika Deutschland GmbH

Hans-Christoph Thielemann (инженер-проектировщик) Frank Feller (инженер-проектировщик)

lili E

□ П

WEICON GmbH & Co. KG ■ Postlach B4 60 • DE-4a04í Munster

SKZ■KFE gGmbH Herrn M.Sc. Eduard Kraus Friedrich-Bergius-Rtng 22

97076 Würzburg

AT

W0CON GmbH & Co. KG Königsberger Str. 255 DE-40157 Münster

Tel. [phone] Fax +49 (Щ231 /93 22-244

www.welcon.de ¡rifodweicodido

USt-ldNr DE 126051266 ECW-No.: DE 3444236

Spartíasse Münsteriantí Os(

75 ИЗ (BLZ 4«J 501 50)

IBAN РЙЗ 4005 qisp 0300 0750 ЭЭ

SwHt-BIC.: WELAOED1MST

CommBfzbank Mürcstor

397 2M 9DC (BLZ 400 400 2S>

IBAN DE35 4004 0028 0397 3649 00

Si»¡ft-BIC.: COBA DE FF 4№

Vatksbank Mürwter eG

&S8 Ct!0 (BLZ 401 600 50J

IBAN DE31 4016 0050 0000 65Í1C Ütl

Swift-BlC.: SENO DE M1 MSC

Posttiaflit Dortmuntf

409 21 лез (BLZ 440 1 № 4Щ

IBAN DES4 4401 0040 СШ4П ЗД14 03

Sl»ift--B¡C.: PE N К DE FF

An Sprech partner Maain Ligán

Telefon

0251.'9322-225

Telefax

0251/5322-257

eMail

m,ilgart@wt¡ícon.de

Datum

21 .Мага 2016

Thema: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Klebungen mitteis Oberflächen-vorbehandlung mit UV-Laser und Niederdruckplasma

Sehr geehrte Herr Kraus.

aufgrund der zunehmenden Bedeutung von klebtechnischen Fügeverfahren für die Kunststoffindustrie sowie eines stetig wachsenden Bedarfs in der reproduzierbaren Oberflächenvorbehandlung von Kunststoffen, stellt das Gewinnen von zusätzlichen Informationen zum Klebstoff: Kiebeprozess oder Oberflächenvorbehandlungsprozesse das entscheidende Instrument zur Erhöhung der Qualität von kiebtechnisch gefügten Fügeverbindungen dar, Hierzu bietet UV-Laser und Niederdruckplasma aus unserer Sicht sehr interessante Ansätze.

Als Klebstoff hersteiler hat die Fa. Weicon daher ein großes Interesse an den Ergebnissen der o.g. Thematik. Bei erfolgreicher Validierung der Oberflächenvorbehandlungsverfahren UV-Laser sowie Niederdruckplasma besteht für uns die Möglichkeit, durch fachkundige Beratung unserer Kunden die Ausschussrate zu reduzieren, die Produktivität zu steigern und somit zur Materialeffizienz und Ressourcenschonung beizutragen.

Unser Unternehmen hat daher ein Interesse an der Nutzung der erlangten Forschungsergebnisse.

Freundliche Grüße aus Münster WEICON GmbH & Co. KG

Л

r

I

l

f

U л

i.A. Dipl. Ing. (FH) Martín Ligárt Forschung und Entwicklung

SKZ - KFE gGmbH Herrn M.Sc. Eduard Kraus Friedrich-Bergius-Rmg 22 97076 Würzburg

Улучшение механических свойств клеевых соединений путем обработки поверхности с использованием лазеров и УФ плазмы низкого давления

Уважаемый господин Краус,

в связи с ростом важности процессов склеивания пластмасс для промышленности и стабильно растущим спросом на воспроизводимую обработку поверхности пластмасс, извлечение дополнительной информации о процессах склеивания или процессах обработки поверхности являются решающим инструментом для повышения качества клеевых соединений. На наш взгляд, УФ-лазер и плазма низкого давленияобеспечивают в этом очень интересные подходы.

Таким образом, фирма Weicon GmbH проявляет большой интерес к осуществлению проекта и результатам вышеупомянутой темы. После успешной валидации предварительной обработки поверхности методом УФ-лазера и плазмы низкого давления, с помощью экспертных консультаций для наших клиентов можно уменьшить процент отказов, иповысить производительность. Тем самым мы будем способствовать эффективности использования материалов и сохранению ресурсов.

Наша компания имеет большой интерес к использованию результатов исследований.

С уважением,

Мюнстер, WEICON GmbH & Co. KG Martin Ligart

Исследования и разработки

Оригинал о подтверждении использования результатов в лекционных курсах.

Перевод на русский Herrn Eduard Kraus

SKZ- Das Kunststoff-Zentrum Friedrich-Bergius-Ring 22 97076 Würzburg

Свидетельство

господин M.Sc. Эдуард Краус провел 29.07.2014, 28.07.2015 и 27.07.2016 для студентов 4-го семестра факультета „технологии переработки резины и пластмасс" четырёх часовые лекции на тему „склеивание пластмасс".

Проф. Др. Людвиг Шленк Заместитель декана