Адгезия полидиметилсилоксана в ходе молекулярного связывания

Исследуется превращение материала ПДМС из несвязанной жидкости в полностью связанное твердое состояние с точки зрения контактной механики по классической схеме Джонсона-Кендалля-Робертса (JKR). Образец материала ПДМС был получен смешиванием двух жидкостей – ПДМС-основы и связывающего реактива в заданной пропорции, и дальнейшего непрерывного измерения адгезии, происходящего в ходе химической реакции связывания. Показано, как адгезия между полидиметилсилоксаном (ПДМС) и стеклом зависит от плотности связывания молекулярной сети ПДМС. Образец находился в жидком состоянии первых 16 часов. В жидком состоянии адгезионное взаимодействие может быть количественно описано как результат образования капиллярного мостика с незначительным влиянием вязкости жидкости вплоть до момента гелеобразования. Далее, образец превратился в мягкую гелеобразную структуру, что соответствует образованию перколированной молекулярной сети. Показано, что в период превращения жидкости в гель ее вязкость возрастает на несколько порядков величины (~3 порядка величины за 8 часов). Сила адгезионного взаимодействия как функция времени также демонстрирует резкий рост при приближении к точке гелеобразования ПДМС, где ПДМС проявляет себя как очень липкий материал, подобный чувствительным к давлению адгезивам. В течение этого переходного периода контактная механика характеризуется образованием струн и необратимой деформацией, которые не наблюдаются ни в изначальном жидком состоянии, ни в полностью связанном состоянии. В дальнейшем гелеобразный материал ПДМС затвердевает, что сопровождается изменением динамических параметров контактного взаимодействия, а также снижением адгезионного «износа» поверхности ПДМС.