Склеивание, адгезия, прилипание, разрыв, диполь

Анализ сил действующих при адгезии

Вопрос о природе адгезионных явлений в настоящее время имеет особенно важное значение ввиду широкого применения в промышленности склеивания различных материалов при по­мощи высокомолекулярных соединений. Для уяснения химиче­ских и физических явлений, лежащих в основе процессов склеи­вания, ознакомимся с существующими теориями и термино­логией.

Адгезией, или прилипанием, называется связь между по­верхностями двух разнородных твердых или жидких тел, обу­словленная силами межмолекулярного взаимодействия, т. е. силами сцепления разнородных молекул, атомов, ионов, функ­циональных групп, находящихся в поверхностных слоях контактирующихся тел. Эти силы сцепления называются адгезион­ными силами, а само взаимодействие — адгезионным взаимодействием.

В случае контакта двух твердых тел адгезия очень мала вследствие того, что фактическая площадь их контакта из-за неровностей поверхности очень мала по отношению ко всей пло­щади прилегания.

При контакте двух жидких тел или твердого тела и жидкости адгезия на границе раздела фаз при определенных условиях мо­жет быть значительной. Такой же результат достигается в ре­зультате контакта твердых тел в пластичном или эластичном состоянии при высоком давлении.

Адгезия определяется работой, или сопротивлением разрыву, при соответствующей деформации (отрыв или сдвиг). Работа, затраченная на преодоление сил сцепления при разделении частиц двух разнородных поверхностей, называется работой адгезии, или работой отрыва.

Адгезией, или прилипанием, называется связь между поверхностями двух однородных тел, а возникающие в этом слу­чае силы сцепления называются силами адгезии. Приме­ром адгезионного взаимодействия может служить слипание пленок проклеивающего вещества друг с другом.

Когезией называется сцепление молекул, атомов, ионов вещества между собой в объеме тела — клеящего вещества, склеиваемых материалов. Если соприкасающиеся поверхности одинаковы, однородны, адгезия переходит в когезию, характе­ризующую прочность этих тел, силу сцепления их молекул, атомов, ионов. Работа, затрачиваемая против сил сцепления, которые действуют между частицами внутри данного тела, назы­вается работой когезии. У твердых веществ силы когезии значительно больше, чем у жидких, а у газообразных — их нет.

Когезия обусловливается различными силами — силами Ван дер Ваальса, химическими связями (ковалентными и электро- валентными, водородными связями и др.). Эти силы называ­ются силами когезии.

Для обеспечения прочности склеивания необходимо приме­нять клеящие материалы с высокими адгезионными и когезион­ными свойствами.

Прочность склеивания разнородных поверхностей определя­ется соотношением сил адгезии и когезии: адгезия должна быть больше когезии. Если при достаточно высокой когезии силы ад­гезии больше сил когезии, склеивание прочное и, наоборот, если силы когезии преобладают над силами адгезии, склеивание слабое.

Если силы когезии клеящего вещества больше, чем силы его адгезии, например, к древесине, то возникает опасность отделе­ния клеевого слоя от склеиваемой древесины.

Если к клеевому соединению с достаточно высокой адгезией приложить внешнюю силу, разрыв должен произойти не по адге­зионному шву, а когезионно, т. е. внутри наиболее слабого из сопряженных тел.

Как адгезионные, так и когезионные свойства вещества обу­словлены характером межатомных, межмолекулярных связей, величиной и пространственной структурой их частиц. Когезия в значительной мере зависит от величины и формы молекул и других химических свойств клея. Когезия клеевой прослойки характеризует ее механические свойства — прочность, жесткость и смачиваемость.

Под смачиваемостью понимают способность жидкого клея растекаться по поверхности твердого тела в результате действия сил притяжения между частицами жидкого и твердого веществ

32. Когезия и адгезия. Характер разрушения адгезионного соединения. Условие адгезионного разрушения. Уравнение Дюпре для работы адгезии.

Когезия- сцепление молекул, атомов, ионов внутри одной фазы гомогенной части системы. Адгезия- явление взаимодействия 2-х разнородных конденсированных фаз (прилипание), заключается в приведении в контакт 2-х разнородных конденсированных фаз и образования связи между ними за счет сил притяжения.

Характер разрушения адгезионного соединения:1) Адгезионная прочность- напряжение которое необходимо затратить для разрушения адгезионного соединения. Радг=F/S

Wразр=Wадг+Wдеф. 1,1) разрыв на границе раздела фаз- адгезион 1,2)разрыв по одному из элементов- когезион. Радг<Рког. 2) Работа адгезии- обратимая изотермическая работы разделения 2-х конденсированных фаз вдоль межфазной границы=1.

Уравнение Дюпре для работы адгезии Wадг= σ_жг+ σ_тг+ σ_тж

33. Условие растекания жидкостей. Коэффициент растекания по Гаркинсу. Эффект Марангони.

σ_тг> σ_тж+ σ_жг; σ

тг- σ_тж> σ_жг; Wадг- σ_жг> σ_жг; Wадг>Wког; f=Wадг-Wког- коэффициент Гаркинса. f= σ_жг+ σ_тг— σ_тж=-2 σ_жг= σ_тг— σ_тж— σ_жг. f+-растекание жидкости, f- — растекания не наблюдается.

Эффект Марангони: наблюдается растекание жидкости с меньшим поверхностным натяжением на поверхности жидкости с большим поверхностным натяжением. Наблюдается движение жидкости на поверхностных слоях, обусловленное градиентом поверхностного натяжения. И течение происходит из области меньших поверхностных натяжений в область больших поверхностных натяжений. Этот эффект самопроизволен, сопровождается уменьшением ΔG.

34. Связь адгезии и смачивания. Вывод уравнения Дюпре-Юнга, его анализ.

Wадг= σ_тг+ σ_жг— σ_тж= σ_жгcos Θ+ σ_жг= σ_жг(1+cos Θ) разделим обе части на 2 σ_жг Wадг/2 σ_жг= = (1+cos Θ)/2; Wадг/Wког=1+cos Θ/2.

Проведем анализ уравнения: Θ=0° cos Θ=1 Wадг=Wког; Θ=180° cos Θ=-1 Wадг=0

35. Межфазное натяжение на границе между взаимно насыщенными жидкостями. Правило Антонова.

Для систем с 2-мя взаимнонасыщенными жидкостями соблюдается правило Антонова: σ₁₂= σ₁— σ_{2.-удельная} межфазная энергия σ₁₂ равна разности между поверхностными натяжениями более полярной σ₁ и менее полярной σ₂ жидкостей. Сопоставление правила Антонова и у-ния Дюпре: Wадг= σ₁+ σ_2- σ₁+ σ₂=Wког -разрыв всегда когезионный.

36. Адсорбция на границе раздела твердое тело-раствор. Обращение правила Траубе при адсорбции из водных и углеводородных растворов. Правило уравнивания полярностей Ребиндера.

Адсорбция на границе тв тело-раствор лежит в основе модификации поверхностей многих процессов очистки жидкостей от примесей.

Обращение правила Траубе: взаимодействие адсорбента и растворителя характеризуется теплотой смачивания(↑ теплоты смачивания ↓ адсорбции). Теплота смачивания из раствора Н₂О на угле 6 кал/см², а на силикате 400 кал/см². чем меньше растворимость вещества в данном растворителе, тем лучше идет адсорбция.

Вода-уголь Толуол-силикагель

А А

Масляная к-та уксусная кислота

Пропионовая кислота пропионовая к-та

Уксусная кислота масляная к-та

С С

Правило Ребиндера. Определяет условия выбора того или иного адсорбента и структуру поверхности или адсорбционного слоя. Заключается в том, что процесс адсорбции идет в сторону выравнивания полярностей фаз, и тем сильнее, чем больше первоначальная разница полярностей. Полярность можно характеризовать диэлектрической постоянной:

В Е_А< Е_Б< Е_В; Е_А>Е_Б>Е_В σ↓ F^S↓

А Б улогь)+вода→(пав) уголь ) +вода — гидрофилизация поверхности угля.

Силикагель)+толуол→(пав) силикагель) +толуол -гидрофобизация

поверхности угля.

Адгезия и когезия

Физическая сущность смачивания особенно хорошо определяется с помощью понятий адгезии и когезии, имеющих четкий физический смысл.

Адгезия – это энергия молекулярной связи между поверхностями двух соприкасаемых фаз. Количественно ее определяют работой, затрачиваемой на разделение тел в расчете на единицу площади. Сцепление же между молекулами (атомами, ионами) в объеме тела называется когезией. Соответственно силы, действующие между молекулами, находящимися в разных фазах, называют силами адгезии, а внутри фазы – силами когезии.

Различают адгезию между двумя жидкостями или твердыми телами, а также между твердыми телами и жидкостью. Характер последнего типа адгезии оказывает большое влияние на процессы капиллярного контроля, поскольку от него зависит смачивание пенетрантом контролируемой поверхности.

Термодинамической характеристикой адгезии является убыль свободной энергии на единицу площади адгезионного контакта в изотермическом обратимом процессе. Работа при адгезионном отрыве W_a сопровождается образованием двух единичных поверхностей и ликвидацией межфазной единичной поверхности.

Используя уравнением Дюпре, можно вычислить W_a по экспериментально измеренным значениям σ и cosθ. Оно показывает, что чем лучше смачивание, тем больше адгезия. Поскольку при разрыве поверхности жидкости образуются две новые поверхности со свободной поверхностной энергией σ, работу когезии W_к можно выразить как W_к = 2 σ.

Таким образом, адгезионные силы стремятся растянуть каплю жидкости на твердой поверхности, а когезионные силы – стянуть ее, препятствуя растяжению. Разность S = W_a – W_к определяет коэффициент растекания, и его величина играет важную роль при теоретическом исследовании процессов растекания жидкости по твердой поверхности.

Величина работы адгезии имеет большое значение при очистке контролируемой поверхности от загрязнений. Например, изменение свободной поверхностной энергии при отрыве частицы загрязнений от поверхности определяется как E = σ_зж + σ_иж – σ_из

, где σ_зж, σ_иж, σ_из – соответственно удельная поверхностная энергия на межфазных границах «изделие – загрязнение», «изделие – жидкость» и «загрязнение – жидкость».

Отрыв частицы возможен при E > 0, откуда следует необходимое условие очистки поверхности от загрязнений: σ_из = σ_зж + σ_иж, откуда следует, что для уменьшения адгезии загрязнений к поверхности нужно максимально уменьшить σ_зж и σ_иж, сохраняя постоянной или даже увеличивая величину σ_иж.

Исходя из этого, в качестве моющих добавок необходимо выбирать поверхностно-активные вещества, адсорбирующиеся как на поверхности раздела «изделие – жидкость», так и на поверхности раздела «загрязнение – жидкость».

Теории адгезии

Это уравнение Дюпре. Оно отражает закон сохранения энергии при адгезии. Из него следует, что работа адгезии тем больше, чем больше поверхностные натяжения исходных компонентов и чем меньше конечное межфазное натяжение. В то же время чем больше работа адгезии, т. е. межфазное взаимодействие, тем меньше межфазное натяжение. Межфазное натяжение станет равным нулю, когда исчезнет межфазная поверхность, что происходит при полном растворении фаз. Условие растворения следует из уравнения:

Wа ≥ 12 + 13 или
W 2 12 2 13			Wк 2 Wк3
а	2			2

Таким образом, условие растворения состоит в том, что работа адгезии между взаимодействующими телами должна быть равна или больше среднего значения суммы их работ когезии.

От работы адгезии необходимо отличать адгезионную прочность — работу, затраченную на разрушение адгезионного соединения. Эта величина отличается тем, что в нее входит как работа разрыва межмолекулярных связей (работа Wа), так и работа затраченная на деформацию компонентов адгезионного соединения (работа деформации Wдеф):

Wп = Wа + Wдеф

Очевидно, чем прочнее адгезионное соединение, тем больше будут подвергаться деформации компоненты системы к моменту ее разрушения. Работа деформации иногда может превышать обратимую работу адгезии в несколько раз. С ростом скорости приложении нагрузки на систему роль деформации возрастает.

Процесс образовании адгезионной связи обычно делят на две стадии На первой, так называемой транспортной стадии происходит перемещение молекул адгезива (клеящего вещества, связующего) к поверхности субстрата (тело, на которое наносится адгезив) и их определенное ориентирование в межфазном слое, в результате чего обеспечивается тесный контакт между молекулами н функциональными группами молекул адгезива и субстрата. Протеканию первой стадии процесса адгезии способствуют повышение температуры и давления, а также перевод одной из фаз (обычно адгезива) в жидкое состояние с помощью растворения или плавления. Более тесный контакт между адгезивом и субстратом достигается после тщательной очистки взаимодействующих поверхностей. Вторая стадия адгезии состоит в непосредственном взаимодействии адгезива и субстрата, которое может быть обусловлено разными силами — от вандерваальсовых до химических. Силы ковалентных связей начинают действовать на расстояниях между атомами и молекулами, не превышающих 0,5 нм. Действие ионных и вандерваальсовых сил проявляется на более дальних расстояниях — приблизительно от 1 до 100 нм.

Известно несколько теорий адгезии. Каждая из них была разработана для объяснения конкретных результатов физико-химических экспериментов по измерению адгезионной прочности соединения «адгезив-субстрат» на макрообразцах и изучению влияния на адгезионную прочность различных факторов.

Механическая (микрореологическая) теория адгезии

Основателем механической теории адгезии является Мак-Бен. Согласно этой теории, адгезия осуществляется за счет затекания адгезива в поры или трещины на поверхности субстрата с последующим затвердеванием. При этом считается, что между адгезивом и субстратом образуются «заклепки», связывающие компоненты адгезионного соединения путем механического заклинивания. Таким образом, прочность адгезионного соединения определяется пористостью субстрата (включая форму пор) и прочностью пленки адгезива.

Механическое сцепление адгезива и субстрата, безусловно, играет существенную роль в обеспечении прочности адгезионного соединения, особенно если субстрат пронизан сеткой сквозных пор (ткань). Тем не менее, эта теория не объясняет адгезию непористых тел с гладкими поверхностями и не учитывает химическую природу и физико-химические свойства адгезива и субстрата. Основной вывод механической теории адгезии состоит в том, что увеличение площади контакта адгезива и субстрата приводит к увеличению прочности адгезионного соединения.

Адсорбционная теория адгезии

Адсорбционная (или молекулярная) теория адгезии разработана Дебройном и МакЛареном. Эта теория определяет адгезию как результат взаимодействия между адгезивом и субстратом за счет межмолекулярных сил, т.е. как физическую адсорбцию.

Основной вывод этой теории заключается в том, что высокая прочность адгезионного соединения достигается только в тех случаях, когда адгезив и субстрат обладают полярными функциональными группами. Это делает проблематичным объяснение адгезии между слабополярными и неполярными полимерами. Тем не менее, адсорбционная теория адгезии хорошо согласуется с представлениями о взаимосвязи адгезии и удельной свободной поверхностной энергией межфазных границ, величина которой определяется межмолекулярными взаимодействиями в объеме контактирующих фаз.

Химическая теория адгезии

Теория рассматривает явление адгезии как результат химического взаимодействия компонентов адгезионного соединения. Следует отметить, что резкую границу между адгезией, обусловленной физическими силами, и адгезией, реализующейся за счет образования химических связей между адгезивом и субстратом, провести нельзя точно так же, как нельзя четко разграничить явления физической адсорбции и хемосорбции. Очевидно, что здесь нельзя вести речь о единой модели образования адгезионного соединения, поскольку каждый случай адгезии в рамках данной теории реализуется по индивидуальному механизму.

Электрическая теория адгезии

Электрическая теория адгезии предложена Дерягиным и Кротовой.

Согласно этой теории, адгезия реализуется путем контактной электризации, имеющей место при тесном соприкосновении адгезива и субстрата. Адгезив и субстрат в адгезионном соединении отождествляются с обкладками электрического конденсатора, а процесс разъединения адгезива и субстрата — с раздвижением обкладок конденсатора. При этом между пластинами возникает разность потенциалов, которая растет с увеличением зазора между ними до наступления электрического разряда. При медленном разъединении адгезива и субстрата заряды успевают стечь с обкладок конденсатора, при высокой скорости разъединения высокая плотность заряда на обкладках конденсатора сохраняется вплоть до наступления разряда.

Следует отметить, что электрические явления, сопровождающие разрушение адгезионных соединений, наблюдаются лишь при определенных условиях эксперимента (абсолютно сухие образцы, большие скорости расслаивания). Кроме того, с точки зрения электрической теории адгезии, сближение химической природы адгезива и субстрата должно приводить к уменьшению контактной разности потенциалов, а, следовательно, и к снижению прочности адгезионного соединения. Этот тезис также не находит экспериментального подтверждения.

Диффузионная теория адгезии

Диффузионная теория, предложенная для объяснения адгезии полимеров, разработана Воюцким. С позиций этой теории адгезия обеспечивается посредством диффузии макромолекул или их сегментов через границу раздела «адгезив-субстрат» и образованием прочной связи между полимерами. Диффузия молекул одного полимера в другой есть ни что иное как растворение, которое приводит к исчезновению границы раздела фаз и образованию спайки между контактирующими телами (фазами). Таким образом, адгезия полимеров рассматривается как явление, затрагивающее не только поверхность раздела, но и достаточно широкие (порядка десятка мкм) слои контактирующих фаз и реализующееся посредством межмолекулярных сил.

Данная теория хорошо объясняет усиление адгезии при сближении химической природы компонентов. Однако экспериментальные данные, полученные в последнее время, свидетельствуют о необходимости рассмотрения процессов, происходящих именно вблизи межфазной границы «адгезив-субстрат». Для осуществления диффузионных процессов необходимо соблюдение двух условий: термодинамического, которое сводится к взаимной растворимости адгезива и субстрата и их совместимости, и кинетического, которое обеспечивается подвижностью макромолекул.

Релаксационная теория адгезии

Теория рассматривает процессы деформации, возникновение внутренних напряжений и их релаксацию в адгезиве при отделении пленок адгезива от поверхности субстрата. Следует отметить, что внутренние напряжения возникают в процессе формирования пленок адгезива и оказывают влияние на адгезионную прочность соединения «субстрат-адгезив». Природа адгезионной связи при этом не меняется: возникает лишь условие для изменения адгезии путем

уменьшения числа связей, приходящихся на единицу площади контакта адгезива и субстрата. Теория также учитывает возникновение и релаксацию внутренних напряжений в процессе эксплуатации материала, элементарной ячейкой которого является адгезионное соединение.

Теория слабых граничных слоев

Суть этой теории, разработанной Бикерманом, сводится к тому, что в зоне контакта адгезива и субстрата образуются «слабые» граничные слои с физикохимическими свойствами, отличными от свойств адгезива и субстрата, которые и определяют прочность адгезионного соединения. Рассуждения, положенные в основу данной теории, основаны на том, что вероятность разрушения адгезионного соединения строго вдоль межфазной границы крайне мала. Из этого следует, что механизм разрушения может быть только когезионным и экспериментально определяемая сила, необходимая для разрушения адгезионного соединения, адгезионной прочностью не является, а следовательно сведений об истинной адгезии величина То дать не может.

Представление о слабых граничных слоях занимает весьма важно для развития представлений о механизмах возникновения адгезионной прочности и разрушения адгезионных соединений: неотъемлемой частью большинства механических испытаний является контроль характера разрушения. Более того, при детальном рассмотрении некоторых межфазных явлений в полимерных системах обнаружено, что наряду с технологическими причинами возникновения слабых граничных слоев, существуют термодинамически обоснованные причины появления микрогетерогенности в поверхностных слоях, которые приводят, например, при контакте двух полимеров к образованию переходных областей, отличающихся по структуре и свойствам. Существенным плюсом данной теории является учет влияния среды, с которой контактирует адгезионное соединение.

Теория слабых граничных слоев почти не принимает во внимание химическую структуру адгезивов. Серьезной альтернативой этой теории является рассмотрение вопроса о локализации разрушений в элементарных ячейках волокнистых композитов.

Большинство из изложенных выше теорий адгезии по существу описывают разрушение адгезионных соединений. Ключом к пониманию именно явления адгезии является четкое разграничение двух процессов — формирования адгезионного соединения и его разрушения.

Без контакта поверхностей адгезива и субстрата явление адгезии проявляться не может. Этот аргумент является обоснованием для рассмотрения адгезии с точки зрения физической химии поверхностных явлений.

Смачивание и краевой угол

Смачивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с твердым или другим жидким телом при наличии одновременного контакта трех несмешивающихся , одна из которых обычно является газом (воздухом). Степень смачивания количественно характеризуется безразмерной величиной косинуса краевого угла (угла смачивания), или просто краевым углом (углом смачивания).

При нанесении небольшого количества жидкости, например, капли, на поверхность другой жидкости, имеющей большую плотность, или на поверхность твердого тела можно наблюдать два процесса, если приводимые в контакт вещества взаимно нерастворимы. В одном случае нанесенная жидкость остается на поверхность другой фазы в виде капли, принявшей при установившемся равновесии определенную форму. В другом случае капля растекается по поверхности.

Поверхностная энергия твердого тела, стремясь уменьшиться, растягивает каплю по поверхности. Эта энергия равна поверхностному натяжению твердого тела на границе с воздухом σ3,1. Межфазная энергия на границе твердого тела с жидкостью σ2,3 стремится наоборот, сжать каплю, т.е поверхностная энергия уменьшается за счет снижения площади поверхности. Растеканию препятствуют когезионные силы, действующие внутри капли. действие когезионных

сил направлено от границы между твердой, жидкой и газообразной фазами по касательной к сферической поверхности капли и равно σ2.1 (силы гравитации не учитываются). Угол θ, который образован касательными к межфазным поверхностям ограничивающим смачивающую жидкость и имеет вершину на линии раздела трех фаз, называется углом смачивания. Так как поверхностное натяжение можно рассматривать как энергию, приходящую на единицу площади, или как силу, действующую на еденицу длины, то все эти составляющие поверхностной энергии можно выразить с помощью векторов сил. При равновесии между ними соблюдается следующее соотношение:

тг тж жг cos

Полученное соотношение называется законом Юнга. Отсюда количественную характеристику смачивания как косинус краевого угла можно выразить через поверхностные межфазные натяжения следующим образом:

cos тг тжжг

Важно отметить, что при выводе закона Юнга предполагается взаимное равновесие между всеми фазами. Отсюда следует, что в результате установления равновесия между парами жидкости и поверхностью твердого тела на последней образуется адсорбционная пленка, снижающая поверхностное натяжение твердого тела

Чем меньше угол θ и соответственно больше соs θ, тем лучше смачивание. При остром угле θ, т. е. при соs θ>0, поверхность считают хорошо смачиваемой данной жидкостью. Если же угол θ тупой, т е. соs θ < 0, то по отношению к данной жидкости поверхность смачивается плохо (часто говорят «не смачивается»). Таким образом, границей между смачиваемостью и несмачиваемостью является угол θ = 90°, или соs θ = 0. Полного несмачивания, т. е. такого положения, когда краевой угол равен 180°, практически никогда не наблюдается, т.к. при соприкосновении конденсированных тел поверхностная энергия всегда уменьшается и σ2,3 не может оставаться равной сумме σ3,1 + σЗ,1.

Разные жидкости неодинаково смачивают одну и ту же поверхность. Согласно приближенному правилу лучше смачивает поверхность та жидкость, которая ближе по полярности к смачиваемому веществу (она сильнее с ним взаимодействует) и имеет меньшее поверхностное натяжение.

При нанесении на поверхность твердого тела двух жидкостей, нерастворимых друг в друге, между ними образуется краевой угол, характеризующий относительную способность этих жидкостей смачивать данное тело, т. е. избирательность смачивания. Очевидно, что та жидкость, которая лучше смачивает поверхность, обладает большим избирательным смачиванием по отношению к данному веществу (его поверхности).

Связь работы адгезии с краевым углом

Уравнение Дюпре самостоятельно почти не используется для расчета работы адгезии из-за трудности определения поверхностного натяжения твердых тел на границе с газом (воздухом) в жидкостью. Удобную для расчета этой величины форму имеет соотношение, получаемое в результате сочетания уравнения Дюпре с законом Юнга. Если разность σ3,1 — σ2,3 в уравнение Дюпре заменить ее выражением из закона Юнга

σ3,1 — σ2,3= σ2,1 ∙cosθ

получим

Wa = 21 (1 + cos )

Уравнение называют уравнением Дюпре — Юнга; оно связывает работу адгезии с краевым углом и позволяет рассчитать работу адгезии, если известны поверхностное натяжение жидкости и краевой угол. Обе эти величины можно сравнительно легко определить экспериментально.

Из уравнения четко видна разница между явлениями адгезии и смачивания. Принципиальное различие между явлениями адгезии и смачивания состоит в том, что смачивание имеет место при наличии сопряженных трех фаз.

Разделив обе части уравнения на 2, получим:

Wа 1 cos

Wк 2

Адгезивные системы в стоматологии

Это сцепление различных по своему составу и структуре материалов, обусловленное их физическими и химическими свойствами. Термин адгезия произошёл от латинского слова adhesion – прилипание. В строительстве дают более узконаправленное и специфическое обозначение тому, что такое адгезия – это способность декоративно-отделочных покрытий (ЛКМ, штукатурки), герметизирующих или клеящих смесей к прочному и надёжному соединению с внешней поверхностью материала основания.

Впечатляющая демонстрация эффекта адгезии современных клеевых составов

Важно! Следует различать понятия адгезии и когезии. Адгезия соединяет разнотипные материалы, затрагивая только поверхностный слой. К примеру, краска на металлической поверхности. Когезия — это соединение однотипных материалов, в результате которого образуются межмолекулярные взаимодействия.

Схематическое изображение эффекта адгезии и когезии

Блок: 1/10 | Кол-во символов: 880
Источник: https://HomeMyHome.ru/adgeziya-chto-ehto-takoe.html

Теории адгезии

Адгезия представляет собой крайне сложное явление, с чем связано существование множества теорий, трактующих это явление с различных позиций. В настоящее время известны следующие теории адгезии:

• Адсорбционная теория, согласно которой явление осуществляется в результате адсорбции адгезива на порах и трещинах поверхности субстрата.
• Механическая теория рассматривает адгезию как результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия между контактирующими молекулами адгезива и субстрата.
• Электрическая теория отождествля

Работа когезии и работа адгезии

    Работа когезии Работа адгезии [c.207]

    Сопоставление величин работы когезии и адгезии дает наглядное представление о соотношении сил сцепления между молекулами одного вещества (жидкого или твердого тела) и молекулами двух разнородных жидких или твердых тел. Адгезия между двумя твердыми телами обычно весьма мала, поскольку из-за неровностей поверхности истинная площадь контакта твердых тел гораздо меньше, чем кажущаяся площадь соприкосновения. Поэтому использование уравнения (VII.6.1) в случае двух твердых тел не вполне правомерно. Если соприкасающиеся тела находятся в пластичном или эластичном состоянии, адгезия увеличивается. [c.197]

    Так как оперировать понятиями ст о и а., затруднительно, то следует более наглядно представить условия смачивания в терминах работы когезии и адгезии Из уравнений (VII.6.1) и (УП.б.За) следует  [c.198]     Нетрудно показать, что между работами когезии и адгезии и критерием растекания существует простая зависимость [c.38]

    Поверхностное натяжение определяет ряд валяных характеристик конденсированных тел и процессов работу когезии и адгезии, смачиваемость и процессы растекания. [c.414]

    Как следует из приведенных данных, между работой когезии и адгезии существует следующее соотношение W»k > W K>W a- Взаимодействие между частицами шлака и стали больше, чем и взаимодействие между собой, что способствует удалению шлака в процессе производства стали. [c.269]

    Согласно уравнению (5.4), скольжение жидкости зависит от смачиваемости твердой поверхности и определяется разностью работ когезии и адгезии. При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела 9 = 0 или К = А н и р = У. Таким образом, при полном смачивании подвижность молекул на границе раздела равна подвижности их в объеме. [c.147]

    Как следует из выражения (5.7), величина пристенного скольжения растет с увеличением К и уменьшением смачиваемости или с увеличением разности между работой когезии и адгезии. Таким образом, теория Толстого позволяет количественно оценить эффект пристенного скольжения. При этом важно, что для расчетов можно пользоваться значениями энергии адгезии и когезии, известных достаточно хорошо [15, 16]. [c.148]

    Эффект пристенного скольжения определяется разностью значений работ когезии и адгезии согласно уравнению (5.4). Он увеличивается с понижением температуры, а также с уменьшением поперечного сечения потока и увеличением разности работ (К — А). [c.154]

    Чем меньше работа когезии жидкости озж, а, следовательно, и поверхностное натяжение последней и, чем больше работа адгезии жидкости к твердому телу От-ж, тем лучше жидкость смачивает поверхность твердого тела и наоборот. Поэтому в процессе пропитки следует использовать жидкости с низким поверхностным натяжением. Степень смачиваемости различных тел водой зависит от полярности молекул твердого тела. Такие полярные вещества, как карбонаты, силикаты, сульфаты являются гидрофильными. [c.132]

    Таким образом, условие растворения состоит в том, что работа адгезии между взаимодействующими телами должна быть равна или больше среднего значения суммы н.х работ когезии. Очевидно, что здесь не учитывается энтропия смешения, которая способствует растворению. [c.67]

    Таким образом, растекание происходит в том случае, когда работа адгезии превышает работу когезии растекающейся жидкости, т. е. жидкость растекается, когда ее межмолекулярные связи разрушаются в результате адгезии. Условие растекания (П.142) можно получить и из уравнения (II. 125), имея в виду, что угол [c.79]

    Явления адгезии и смачивания тесно связаны между собой. Влияние смачивания на адгезионное взаимодействие отражает уравнение (I. 14). Из этого уравнения видно, что чем лучше смачивание (меньше Ор), тем больше работа адгезии. Максимальные значения 11 а могут реализоваться лини, при достижении полного смачивания поверхности твердого тела, когда соя б,, = 1 и == 2о>к-г = И к, (где — работа когезии для смачивающей жидкости). [c.21]

    Из уравнения (68) можно видеть, что работа адгезии при полном смачивании равна работе когезии. [c.61]

    Как видно, при агрегировании частиц дисперсной фазы работа адгезии превращается в работу аутогезии, т.е. в этом случае притягиваются поверхности с одинаковыми молекулярными полями. Этот результат согласуется с известным теоретическим положением, согласно которому «…если жидкость или твердое тело неполярные, т.е. взаимодействие осуществляется только дисперсионными силами, то их адгезия всегда постоянна, не зависит от полярности второго компонента и равна когезии неполярного вещества» /60/. В рассматри

Понятие о когезии и адгезии

Нужна помощь в написании работы?

Когезия (сцепленный), сцепление молекул (ионов) физического тела под действием сил притяжения. Это силы межмолекулярного взаимодействия, водородной связи и (или) иной химической связи. Они определяют совокупность физических и физико-химических свойств вещества: агрегатное состояние, летучесть, растворимость, механические свойства и т. д. Интенсивность межмолекулярного имежатомного взаимодействия (а, следовательно, силы когезии) резко убывает с расстоянием. Наиболее сильна когезия в твердых телах и жидкостях, то есть в конденсированных фазах, где расстояние между молекулами (ионами) малы — порядка нескольких размеров молекул. В газах средние расстояния между молекулами велики по сравнению с их размерами, и поэтому когезия в них незначительна. Мерой интенсивности межмолекулярного взаимодействия служит плотность энергии когезии. Она эквивалентна работе удаления взаимно притягивающихся молекул на бесконечно большое расстояние друг от друга, что практически соответствует испарению или сублимации вещества.

Адгезия (прилипание)- межфазное взаимодействие или взаимодействие между приведенными в контакт поверхностями конденсированных тел разной природы. Адгезия обеспечивает между двумя телами соединение определенной прочности, обусловленное межмолекулярными силами.

Различают адгезию между двумя жидкостями, между жидкостью и твердым телом и между двумя твердыми телами.

Адгезия — результат стремления системы к уменьшению поверхностной энергии. Поэтому адгезия является самопроизвольным процессом.

Работа адгезии Wад (по аналогии с работой когезии) определяется как работа изотермического обратимого разделения двух конденсированных фаз вдоль межфазной поверхности единичной площади.

Работа адгезии тем больше, чем больше поверхностные натяжения исходных компонентов и чем меньше межфазное натяжение.

Работу адгезии экспериментально определяют при непосредственном разрушении соединения. Работу адгезии можно определить и косвенными методами, которые особенно удобны, если хотя бы одной из взаимодействующих фаз является жидкость и можно измерить, например, краевой угол.

Поделись с друзьями