hechtende eigenschappen. Hechtingsmechanismen

Hechting, wat is dat? En waarom is het belangrijk? Laten we proberen ons artikel te begrijpen.

De term adhesie, vertaald uit het Latijn, betekent "plakken" en karakteriseert de adhesie-eigenschap van de oppervlakken van vaste of vloeibare lichamen. Vaak de kenmerken constructieverbindingen, gebruikt voor pleister- en schilderwerkzaamheden, worden beoordeeld op hechtingseigenschappen.

Het lijmen van lichamen wordt verzorgd door een lijm - een lijm, een polymeersysteem. Het polymeer kan echter worden gevormd als gevolg van chemische reacties tussen de te verlijmen oppervlakken na het aanbrengen van de lijm. Niet-polymeerlijmen wel organisch materiaal, waaronder cement en soldeer.

De substantie waarop de lijm wordt aangebracht, wordt het substraat genoemd. De indringdiepte is afhankelijk van het type en de parameters van de lijm, die na uitharding niet zonder vernietiging kan worden verwijderd. Hechting - alleen de bovenste materiaallagen plakken. Als het proces binnendringt in de lichamen, ontstaat er cohesie.

Waarom is het belangrijk

In de bouw garandeert hechting kwaliteit en betrouwbaarheid bij vrijwel alle soorten werkzaamheden. Deze eigenschap is vooral belangrijk voor:

• lak materialen, omdat het hen grip en retentie biedt;
• gips en cement zand mengsels, de kwaliteit van de afwerking die de esthetiek van het pand garandeert.

Het is belangrijk om te weten: vers aangebracht cementmortel beton hecht niet goed aan het oude. Bij het werken met oud beton is het noodzakelijk om zelfklevende meerlaagse composities aan te brengen.

Metallurgische productie vereist de toepassing van speciale corrosiewerende verbindingen en mengsels. En bovendien zijn slechte hechtingseigenschappen met water vereist.

In de geneeskunde, bijvoorbeeld in de tandheelkunde, is de hechting van het vulmateriaal en de tand noodzakelijk om deze te garanderen kwaliteitsbescherming en afdichting.

Kort over de soorten

Door interactie met oppervlakken worden drie verklevingen onderscheiden:

• fysiek;
• chemisch;
• mechanisch.

De essentie van fysieke agressie ligt in de elektromagnetische interactie van contactoppervlakken moleculair niveau. Iedereen weet dat een magneet deeltjes aantrekt die geladen zijn met statische elektriciteit.

Chemische binding De interactie van een lijm met een substraat op atomair niveau met behulp van een katalysator. Het verschilt van de fysieke mogelijkheid van hechting van oppervlakken van materialen met verschillende dichtheden.

Mechanisch - de penetratie van de lijm in de bovenste laag van het contactoppervlak, gevolgd door hechting. Een dergelijk proces vindt bijvoorbeeld plaats bij het verven of lakken van verschillende materialen.

Opmerking: de hechting verbeteren door maatregelen die voor een hechting zorgen: plamuren, gronden, ondergrond ontvetten, slijpen.

Sluit bovendien aandoeningen uit die Agnesie verergeren. Deze omvatten de aanwezigheid van stof, vet of stoffen die de porositeit van het oppervlak verminderen.

Over het meten van de hechting van materialen

Het basisprincipe van het meten van de hechting is het bepalen van de externe kracht, onder invloed waarvan de lijmverbinding wordt vernietigd: gelijkmatig, ongelijkmatig of met een verschuiving. Voor de soorten vernietiging zijn testmethoden ontwikkeld.

Testtests worden uitgevoerd met een hechtingsmeter volgens methoden op internationaal en nationaal niveau die voor elke vernietigingsmethode zijn ontwikkeld.

Het meten van de hechting van een verf- en lakbedekking wordt uitgevoerd volgens de internationale norm ISO 2409 "Methode voor roostersneden" door het Adhesimeter RN-apparaat.

In de binnenlandse GOST 15140-78 zijn methoden vastgelegd voor het bepalen van de hechting in de verf- en lakcoating van metalen oppervlakken. Het normatieve document definieert de essentie van elke methode, een lijst met testapparatuur, beschrijft de voorbereiding en uitvoering van tests.

De waarden van de hechtende eigenschappen van de coatings zijn nodig om de complexiteit van het werk te bepalen, om de gewenste sterkte en betrouwbaarheid te garanderen. Ze zijn vooral belangrijk in de bouw, waar vaak contactmakende materialen worden aangetroffen, omdat ze in beide heterogeen zijn chemische samenstelling en op het gebied van onderwijs.

Hechtingsmeters voor het bepalen van externe krachten verschillende manieren worden gepresenteerd in de instrumentbouwcatalogus in de sectie Apparaten en apparatuur voor kwaliteitscontrole van beschermende coatings.

Wat is hechting of hechting van materialen, zie de uitleg in de volgende video:

15927 0

Laten we eerst aannemen dat de eerste voorwaarde voor hechting het hebben van nauw contact op moleculair niveau tussen de lijm en het substraat is. Laten we ons nu eens voorstellen wat er zal gebeuren nadat de materialen in contact komen, en hoe ze op elkaar zullen reageren. De lijmverbinding kan mechanisch, fysisch of chemisch zijn, maar is meestal een combinatie van deze soorten verbindingen.

Mechanische hechting

De eenvoudigste vorm van hechting is de mechanische hechting van de lijmcomponenten aan het oppervlak van het substraat. Deze hechting wordt gevormd door de aanwezigheid van dergelijke oppervlakte-onregelmatigheden zoals depressies, scheuren, gaten, tijdens de ontwikkeling waarvan microscopisch kleine ondersnijdingen worden gevormd.

De belangrijkste voorwaarde voor onderwijs mechanische hechting is het vermogen van de lijm om gemakkelijk in depressies op het oppervlak van het substraat door te dringen en vervolgens uit te harden. Deze toestand hangt af van de bevochtiging van het substraatoppervlak door de lijm, die op zijn beurt verband houdt met de verhouding van de oppervlakte-energieën van de materialen die in contact komen, die de waarde van de contactbevochtigingshoek bepaalt. De ideale situatie is dat de ondergrond volledig bevochtigd wordt door de lijm. Om het contact te verbeteren, moet de in de uitsparingen aanwezige lucht of stoom worden verwijderd voordat de lijm wordt aangebracht. Als de lijm de ondersnijdingen kan opvullen en vervolgens kan uitharden, wordt deze uiteraard geblokkeerd door de ondersnijdingen (Fig. 1.10.7).

Rijst. 1.10.7. Mechanische interactie tussen lijm en substraat op microscopisch niveau

De mate van penetratie van de lijm in de ondersnijdingen hangt zowel af van de druk die werd uitgeoefend tijdens het aanbrengen als van de eigenschappen van de lijm zelf. Als u de lijm van de ondergrond probeert af te scheuren, dan kan dit alleen door deze af te scheuren, aangezien de lijm niet uit de ondersnijdingen kan worden verwijderd. Het concept van mechanische adhesie is niet in strijd met de voorwaarden voor bevestiging of retentie van vaste prothesen die bij de fixatie ervan worden gebruikt, met uitzondering van de verschijnselen die zich op microscopisch niveau voordoen. Een belangrijk verschil tussen deze concepten is dat er geen sprake is van een goede bevochtigbaarheid Noodzakelijke voorwaarde macroretentie, terwijl het een beslissende rol speelt bij het creëren van mechanische betrokkenheid op microscopisch niveau.

Over het algemeen verhogen ondersnijdingen vaak de mechanische sterkte van een verbinding, maar dit is meestal niet voldoende om het (specifieke) adhesiemechanisme zelf in werking te stellen. Er zijn een aantal aanvullende hechtingsmechanismen veroorzaakt door fysische en chemische oorzaken. De term echte of specifieke adhesie wordt gewoonlijk gebruikt om fysische en chemische adhesie te onderscheiden van mechanische, maar dergelijke termen kunnen het beste worden weggegooid omdat ze niet helemaal nauwkeurig zijn.

Het concept van echte adhesie houdt in dat er bovendien sprake is van valse adhesie, maar dat adhesie in werkelijkheid bestaat of niet bestaat. Fysische en chemische adhesie verschillen van mechanische adhesie doordat bij eerstgenoemde de lijm en het substraat een moleculaire interactie met elkaar hebben, terwijl mechanische adhesie een dergelijke interactie op het grensvlak tussen twee fasen niet vereist.

Fysieke hechting

Wanneer twee vlakken nauw contact maken, worden secundaire bindingen gevormd als gevolg van de dipool-dipoolinteractie tussen gepolariseerde moleculen. De omvang van de aantrekkingskracht die is ontstaan ​​is zeer klein, ook al is dat wel het geval hoge waarde dipoolmoment of verhoogde polariteit.

De waarde van de bindingsenergie hangt af van de relatieve oriëntatie van de dipolen in twee vlakken, maar meestal bedraagt ​​deze waarde niet meer dan 0,2 elektronvolt. Deze waarde is veel lager dan die van primaire bindingen, zoals ionische of covalente bindingen, waarbij de bindingsenergie doorgaans varieert van 2,0 tot 6,0 elektronvolt.

Secundaire bindingen als gevolg van de dipool-dipool-interactie ontstaan ​​zeer snel (aangezien er geen activeringsenergie nodig is voor de vorming ervan) en zijn omkeerbaar (aangezien de moleculen op het oppervlak van de stof chemisch onaangetast blijven). Deze zwakke fysieke aantrekkingskracht door adsorptie wordt gemakkelijk vernietigd door stijgende temperaturen en is niet geschikt voor toepassingen waarbij een permanente verbinding vereist is. Bindingen zoals waterstofbruggen kunnen echter een essentiële voorwaarde zijn voor de vorming van een chemische binding.

Hieruit volgt dat de verbinding van niet-polaire vloeistoffen met polaire vaste stoffen moeilijk is, en omgekeerd, omdat er op moleculair niveau geen interactie zal zijn tussen deze twee stoffen, zelfs als ze in nauw contact staan. Dit gedrag wordt waargenomen bij vloeibare siliconenpolymeren, die niet-polair zijn en daarom geen secundaire bindingen vormen met vaste oppervlakken. Communicatie met hen is alleen mogelijk tijdens het passeren chemische reactie verknoping, waardoor verbindingen tussen de vloeistof en de vaste stof ontstaan.

Chemische hechting

Als het molecuul na adsorptie aan het oppervlak dissocieert, kunnen de functionele groepen, elk afzonderlijk, worden gecombineerd door covalente of

ionische bindingen met het oppervlak, waardoor een sterke lijmverbinding ontstaat. Deze vorm van adhesie wordt chemisorptie genoemd en kan ionisch of covalent van aard zijn.

Een chemische binding verschilt van een fysieke binding doordat twee aangrenzende atomen dezelfde elektronen delen. Het oppervlak van de lijm moet stevig verbonden zijn met het oppervlak van de ondergrond chemische bindingen daarom is de aanwezigheid van reactieve groepen op beide oppervlakken noodzakelijk. Dit geldt in het bijzonder voor de vorming van covalente bindingen, die bijvoorbeeld optreedt wanneer reactieve isocyanaten worden gebonden aan polymeeroppervlakken die hydroxyl- en aminegroepen bevatten (Fig. 1.10.8).

Rijst. 1.10.8. Vorming van een covalente binding tussen isocyanaat en hydroxyl- en aminegroepen op het substraatoppervlak

In tegenstelling tot niet-metaalhoudende verbindingen ontstaat er gemakkelijk een metaalverbinding tussen vaste en vloeibare metalen - dit mechanisme ligt ten grondslag aan het solderen. metalen verbinding ontstaat door vrije elektronen en is niet afhankelijk van de aanwezigheid van reactieve groepen. Deze relatie is echter alleen mogelijk als metalen oppervlakken zal perfect schoon zijn. In de praktijk betekent dit dat er vloeimiddelen moeten worden gebruikt om oxidefilms te verwijderen, anders voorkomen deze films contact tussen metaalatomen.

De enige manier om de lijm van het substraat te scheiden is het mechanisch verbreken van chemische bindingen. Dit betekent echter niet dat deze, en niet andere valentiebindingen, überhaupt verbroken zullen worden. Dit stelt grenzen aan de kracht die in een gewricht kan worden bereikt. Als de sterkte van de verbinding of lijmverbinding groter is dan de treksterkte van de lijm of substraatmaterialen, zal de cohesieve lijm of het substraat eerder falen dan de lijmverbinding.

Adhesie door verstrengeling van moleculen (diffusiemechanisme van adhesie)

Tot nu toe zijn we ervan uitgegaan dat er een duidelijk gedefinieerd grensvlak bestaat tussen de lijm en het substraat. Meestal wordt de lijm geadsorbeerd aan het oppervlak van het substraat en kan worden beschouwd als een oppervlakteactieve stof die zich ophoopt op het oppervlak maar niet diep doordringt. In sommige gevallen kan de lijm of een van de componenten ervan in het oppervlak van het substraat doordringen en zich er niet op ophopen. Benadrukt moet worden dat de absorptie van moleculen plaatsvindt als gevolg van een goede bevochtiging van het oppervlak, en niet de oorzaak ervan is.

Als de geabsorbeerde component een molecuul met een lange keten is, of een molecuul met een lange keten vormt nadat het door het substraat is geabsorbeerd, kan het resultaat verstrengeling of interdiffusie van de lijm en de substraatmoleculen zijn, wat resulteert in een zeer hoge hechtsterkte (Fig. 1.10.9). .

Rijst. 1.10.9. Diffusie-overgangslaag gevormd door onderlinge verwevenheid van moleculaire fragmenten van lijm en substraat

Deze gelijkheid wordt de Dupree-vergelijking genoemd. Het betekent dat de adhesiearbeid (W) de som is van de vrije oppervlakte-energieën van de vaste stof (y) en de vloeistof (y|v) minus de energie op het grensvlak tussen de vloeistof en de vaste stof (ysl).

Uit de vergelijking van Young,

Ysv Ysi = Ysi cose

De hechting zal maximaal zijn bij volledige (ideale) bevochtiging, d.w.z. in het geval dat cosq = 1, dus de energie van de gelijmde oppervlakken en de energieën van elk van deze oppervlakken afzonderlijk (Fig. 1.10.10).

Rijst. 1.10.10. Scheiding van een vloeistof van een vast oppervlak om twee nieuwe oppervlakken te vormen

De oppervlaktespanning van een vloeibare koolwaterstof bedraagt ​​ongeveer 30 mJ/m. Aangenomen dat de aantrekkingskracht op een afstand van 3 x 10 meter tot nul afneemt, dan is de kracht die nodig is om een ​​vloeistof van een vast oppervlak te scheiden gelijk aan de adhesiearbeid gedeeld door de afstand, en gelijk aan 200 MPa.

In werkelijkheid is deze waarde veel hoger.

Kleefstoffen moeten dus sterk chemisch worden aangetrokken door het oppervlak van de substraten om een ​​hoge kleefkracht te garanderen.

Klinische betekenis

De arts moet weten wat voor soort hechting hij probeert te bereiken, en dit vereist inzicht in de stappen die betrokken zijn bij het creëren van een adhesieve hechting. Dit zal u helpen fouten in uw werk te voorkomen.

Grondbeginselen van de tandheelkunde
Richard van Noort

Het concept van cohesie en adhesie. Bevochtigen en verspreiden. Het werk van adhesie en cohesie. De vergelijking van Dupre. Bevochtigingshoek. De wet van Young. Hydrofobe en hydrofiele oppervlakken

In heterogene systemen worden intermoleculaire interacties onderscheiden binnen fasen en daartussen.

samenhang - aantrekking van atomen en moleculen binnen een aparte fase. Het bepaalt het bestaan ​​van materie in een gecondenseerde toestand en kan het gevolg zijn van intermoleculaire en interatomaire krachten. concept hechting, bevochtiging En verspreiden verwijzen naar grensvlakinteracties.

Hechting zorgt voor een verbinding tussen twee lichamen met een bepaalde sterkte als gevolg van fysische en chemische intermoleculaire krachten. Overweeg de kenmerken van het samenhangende proces. Functie samenhang wordt bepaald door het energieverbruik voor het omkeerbare proces van lichaamsruptuur over een sectie gelijk aan een oppervlakte-eenheid: W k =2  , Waar W k- werk van samenhang;  - oppervlaktespanning

Omdat een oppervlak tijdens breuk in twee parallelle gebieden wordt gevormd, verschijnt in de vergelijking een coëfficiënt van 2. Cohesie weerspiegelt de intermoleculaire interactie binnen een homogene fase, deze kan worden gekarakteriseerd door parameters als de energie van het kristalrooster, interne druk, vluchtigheid Het kookpunt en de adhesie zijn het gevolg van de neiging van het systeem om de oppervlakte-energie af te nemen. Het hechtingswerk wordt gekenmerkt door het omkeerbaar verbreken van de lijmverbinding, per oppervlakte-eenheid. Het wordt gemeten in dezelfde eenheden als oppervlaktespanning. Volledig werk hechting met betrekking tot het gehele contactoppervlak van de lichamen: W S = W A S

Dus, hechting - werk om de adsorptiekrachten met de formatie te breken nieuw oppervlak op 1m 2 .

Om de relatie tussen de adhesiearbeid en de oppervlaktespanning van de op elkaar inwerkende componenten te verkrijgen, moeten we ons twee gecondenseerde fasen 2 en 3 voorstellen, met een oppervlak aan de grens met lucht 1 gelijk aan een oppervlakte-eenheid (Fig. 2.4.1.1).

We gaan ervan uit dat de fasen onderling onoplosbaar zijn. Bij het combineren van deze oppervlakken, d.w.z. bij het aanbrengen van de ene stof op de andere treedt het fenomeen van adhesie op, omdat het systeem is tweefasig geworden, waarna grensvlakspanning  23 verschijnt. Als gevolg hiervan wordt de initiële Gibbs-energie van het systeem verminderd met een hoeveelheid die gelijk is aan de adhesiearbeid:

G + W A =0, W A = - G.

Verandering in de Gibbs-energie van het systeem tijdens het hechtingsproces:

G vroeg =  31 +  21 ;

G con \u003d  23;

;

.

- Dupre's vergelijking.

Het weerspiegelt de wet van behoud van energie tijdens adhesie. Hieruit volgt dat de hechtingsarbeid groter is, hoe groter de oppervlaktespanning van de initiële componenten en hoe lager de uiteindelijke grensvlakspanning.

De grensvlakspanning wordt 0 wanneer het grensvlak verdwijnt, wat gebeurt wanneer de fasen volledig zijn opgelost

Gezien dat W k =2  en vermenigvuldig de rechterkant met de breuk , we krijgen:

Waar W k 2, W k 3 - cohesiewerk van fasen 2 en 3.

De ontbindingsvoorwaarde is dus dat het adhesiewerk tussen op elkaar inwerkende lichamen gelijk moet zijn aan of groter dan de gemiddelde waarde van de som van samenhangende werken. Het is noodzakelijk om de kleefkracht te onderscheiden van het werk van cohesie. W P .

W P – werk besteed aan de vernietiging van de lijmverbinding. Deze waarde verschilt doordat deze het werk van het verbreken van intermoleculaire bindingen omvat W A, en het werk dat wordt besteed aan de vervorming van de componenten van de lijmverbinding W zeker :

W P = W A + W zeker .

Hoe sterker de lijmverbinding, hoe groter de vervorming van de systeemcomponenten tijdens het vernietigingsproces. De vervormingsarbeid kan de omkeerbare hechtingsarbeid meerdere malen overschrijden.

Bevochtiging - oppervlaktefenomeen bestaande uit de interactie van een vloeistof met een vaste stof of iets anders vloeibaar lichaam in aanwezigheid van gelijktijdig contact van drie niet-mengbare fasen, waarvan er gewoonlijk één een gas is.

De mate van bevochtigbaarheid wordt gekenmerkt door de dimensieloze waarde van de cosinus van de bevochtigingshoek of eenvoudigweg de contacthoek. In de aanwezigheid van een vloeistofdruppel op het oppervlak van een vloeibare of vaste fase worden twee processen waargenomen, op voorwaarde dat de fasen onderling onoplosbaar zijn.

De vloeistof blijft in de vorm van een druppel op het oppervlak van de andere fase achter.

De druppel verspreidt zich over het oppervlak.

Op afb. 2.4.1.2 toont een druppel op het oppervlak van een vaste stof onder evenwichtsomstandigheden.

De oppervlakte-energie van een vast lichaam, die de neiging heeft af te nemen, strekt de druppel uit over het oppervlak en is gelijk aan  31 . De grensvlakenergie op het vast-vloeistof grensvlak heeft de neiging de druppel te comprimeren, d.w.z. oppervlakte-energie wordt verminderd door het verkleinen van het oppervlak. Verspreiding wordt voorkomen door cohesieve krachten die in de druppel werken. De werking van cohesiekrachten is vanaf de grens tussen de vloeibare, vaste en gasvormige fase tangentiaal gericht op het bolvormige oppervlak van de druppel en is gelijk aan  21 . De hoek  (theta), gevormd door de raaklijn aan de grensvlakken die de bevochtigingsvloeistof binden, heeft een hoekpunt op het grensvlak van drie fasen en wordt genoemd contact hoek . Bij evenwicht wordt de volgende relatie vastgesteld

- jonge wet.

Dit impliceert een kwantitatief kenmerk van bevochtiging als de cosinus van de contacthoek van bevochtiging
. Hoe kleiner de contacthoek van de bevochtiging en dienovereenkomstig hoe groter cos , hoe beter de bevochtiging.

Als cos  > 0, dan is het oppervlak goed bevochtigd door deze vloeistof, als cos < 0, то жидкость плохо смачивает это тело (кварц – вода – воздух: угол  = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол  = 108 0). С точки зрения смачиваемости различают гидрофильные и гидрофобные поверхности.

Als 0< угол <90, то поверхность гидрофильная, если краевой угол смачиваемости >90, dan is het oppervlak hydrofoob. Een handige formule voor het berekenen van de omvang van het adhesiewerk wordt verkregen door de Dupre-formule en de wet van Young te combineren:

;

- Dupre-Young-vergelijking.

Deze vergelijking laat het verschil zien tussen de verschijnselen adhesie en bevochtigbaarheid. Als we beide zijden door 2 delen, krijgen we

.

Omdat de bevochtiging kwantitatief wordt gekarakteriseerd door cos , wordt deze, in overeenstemming met de vergelijking, bepaald door de verhouding van de adhesiearbeid tot de cohesiearbeid van de bevochtigingsvloeistof. Het verschil tussen adhesie en bevochtiging is dat bevochtiging plaatsvindt wanneer drie fasen met elkaar in contact zijn. Uit de laatste vergelijking kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

1. Wanneer  = 0 want  = 1, W A = W k .

2. Wanneer  = 90 0 want  = 0, W A = W k /2 .

3. Wanneer  =180 0 want  = -1, W A =0 .

De laatste relatie wordt niet gerealiseerd.

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie

De meest bekende adhesie-effecten zijn capillariteit, bevochtigbaarheid/niet-bevochtigbaarheid, oppervlaktespanning, vloeibare meniscus in een nauw capillair, statische wrijving van twee absoluut gladde oppervlakken. Het criterium voor hechting kan in sommige gevallen de tijd zijn waarop een laag materiaal van een bepaalde grootte loskomt van een ander materiaal in een laminaire vloeistofstroom.

Hechting vindt plaats tijdens de processen van lijmen, solderen, lassen en coaten. De hechting van de matrix en het vulmiddel van composieten (composietmaterialen) is ook een van de belangrijkste factoren die hun sterkte beïnvloeden.

Theorieën over adhesie

Adhesie is een uiterst complex fenomeen, wat de reden is voor het bestaan ​​van veel theorieën die dit fenomeen vanuit verschillende posities interpreteren. De volgende theorieën over adhesie zijn momenteel bekend:

• adsorptie theorie, volgens welke het fenomeen wordt uitgevoerd als gevolg van de adsorptie van de lijm op de poriën en scheuren van het oppervlak van het substraat.
• mechanische theorie beschouwt adhesie als een resultaat van de manifestatie van de krachten van intermoleculaire interactie tussen de contacterende moleculen van de lijm en het substraat.
• elektrische theorie identificeert het "kleefstof-substraat" -systeem met een condensator, en de dubbele elektrische laag, die ontstaat wanneer twee ongelijke oppervlakken in contact komen, met de condensatorvoering.
• Elektronische theorie beschouwt adhesie als resultaat van de moleculaire interactie van oppervlakken die verschillend van aard zijn.
• diffusie theorie reduceert het fenomeen tot wederzijdse of eenzijdige diffusie van lijm- en substraatmoleculen.
• chemische theorie verklaart adhesie niet door fysieke, maar door chemische interactie.

Fysieke beschrijving

Adhesie is een omkeerbaar thermodynamisch krachtenwerk gericht op het scheiden van twee ongelijke (heterogene) fasen die met elkaar in contact worden gebracht. Beschreven door de Dupre-vergelijking:

$(Wa\; =\; \backslash sigma\_(13)\; +\; \backslash sigma\_(23)\; -\; \backslash sigma\_(12))$

$(Wa\; =\; -\backslash Delta\; G^o)$

Een negatieve waarde van ΔG° duidt op een afname van de adhesiearbeid als gevolg van de vorming van grensvlakspanning.

Veranderingen in de Gibbs-energie van het systeem tijdens het hechtingsproces:

$(\backslash Delta\; G^o\_1\; =\; \backslash sigma\_(13)\; +\; \backslash sigma\_(23))$

$(\backslash Delta\; G^o\_2\; =\; \backslash sigma\_(12))$

$(\backslash Delta\; G^o\; =\; \backslash Delta\; G^o\_2\; -\; \backslash Delta\; G^o\_1)$

$(\backslash sigma\_(12)\; -\; \backslash sigma\_(13)\; -\; \backslash sigma\_(23)\; =\; \backslash Delta\; G^o)$.

Hechting is onlosmakelijk verbonden met veel oppervlakteverschijnselen zoals bevochtiging. Als adhesie een verbinding veroorzaakt tussen een vast lichaam en een vloeistof die daarmee in contact komt, dan is bevochtiging het resultaat van een dergelijke verbinding. De Dupre-Young-vergelijking toont de relatie tussen adhesie en bevochtiging:

$(Wa\; =\; \backslash sigma\_(12)(1\; +\; cos\backslash theta))$

waarbij σ 12 de oppervlaktespanning is op het grensvlak tussen twee fasen (vloeistof-gas), cosθ de bevochtigingshoek is, Wa het omkeerbare adhesiewerk is.

Schrijf een recensie over het artikel "Hechting"

Literatuur

• Deryagin B.V., Krotova N.A., Smilga V.P. Adhesie vaste stoffen. - M.: Nauka, 1973.
• Freidin AS Eigenschappen en berekening van lijmverbindingen. - M.: Chemie, 1990.
• Berlin A.A., Basin V.E. Grondbeginselen van polymeerhechting. - M.: Scheikunde, 1974.
• Trizno M.S., Moskalev E.V. Kleefstoffen en lijmen. - L.: Scheikunde, 1980.

Opmerkingen

Koppelingen

• Hechting- artikel uit de Grote Sovjet-encyclopedie.

zie ook

Een fragment dat adhesie karakteriseert

'Ja, ja, ja,' zei Natasha blij.
Natasha vertelde hem haar affaire met prins Andrei, zijn aankomst in Otradnoye, en liet hem zijn laatste brief zien.
- Waar ben je blij mee? vroeg Natasja. - Ik ben nu zo kalm, blij.
‘Ik ben heel blij,’ antwoordde Nikolai. - Hij is een geweldig persoon. Waar ben je zo verliefd op?
- Hoe kan ik het je vertellen, - antwoordde Natasha, - Ik was verliefd op Boris, op een leraar, op Denisov, maar dit is helemaal niet hetzelfde. Ik ben kalm, standvastig. Ik weet dat er geen betere mensen zijn dan hij, en ik voel me nu zo kalm, goed. Helemaal niet zoals vroeger...
Nikolai uitte zijn ongenoegen tegenover Natasha dat de bruiloft een jaar was uitgesteld; maar Natasha viel haar broer met bitterheid aan en bewees hem dat het niet anders kon, dat het slecht zou zijn om tegen de wil van haar vader in het gezin te komen, dat zij het zelf wilde.
‘Je begrijpt het helemaal niet,’ zei ze. Nicholas zweeg en was het met haar eens.
Haar broer keek vaak verbaasd naar haar. Het leek helemaal niet alsof ze een verliefde bruid was, gescheiden van haar verloofde. Ze was gelijkmatig, kalm, opgewekt, helemaal als voorheen. Dit verraste Nikolai en deed hem zelfs ongelovig kijken naar Bolkonsky's matchmaking. Hij geloofde niet dat haar lot al was beslist, vooral omdat hij prins Andrei niet met haar had gezien. Het leek hem altijd dat er iets niet klopte in dit voorgenomen huwelijk.
"Waarom de vertraging? Waarom zijn jullie niet verloofd?" hij dacht. Nadat hij een keer met zijn moeder over zijn zus had gesproken, merkte hij tot zijn verbazing en deels tot zijn genoegen dat zijn moeder, in het diepst van haar ziel, soms met wantrouwen naar dit huwelijk keek.
‘Hier schrijft hij,’ zei ze, terwijl ze haar zoon een brief van prins Andrei liet zien met dat verborgen gevoel van vijandigheid dat een moeder altijd heeft tegen het toekomstige huwelijksgeluk van haar dochter, ‘schrijft hij dat ze niet vóór december zal arriveren. Welke zaken zouden hem kunnen tegenhouden? Dat klopt, een ziekte! De gezondheid is erg zwak. Vertel het niet aan Natasha. Kijk niet hoe opgewekt ze is: dit is de laatste keer voor het meisje, en ik weet wat er met haar gebeurt elke keer dat we zijn brieven ontvangen. Maar als God het wil, komt alles goed, - concludeerde ze elke keer: - hij is een uitstekend persoon.

De eerste keer dat hij arriveerde, was Nikolai serieus en zelfs saai. Hij werd gekweld door de onmiddellijke noodzaak om tussenbeide te komen in deze stomme huishoudelijke aangelegenheden waarvoor zijn moeder hem had geroepen. Om deze last zo snel mogelijk van zijn schouders te krijgen, ging hij op de derde dag van zijn aankomst boos, zonder de vraag te beantwoorden waar hij heen ging, met fronsende wenkbrauwen naar Mitenka's vleugel en eiste van hem de rekeningen van alles. Wat deze verhalen over alles waren, wist Nikolai zelfs nog minder dan Mitenka, die in angst en verbijstering was gekomen. Het gesprek en de boekhouding van Mitenka duurden niet lang. De hoofdman, de keurvorst en de zemstvo, die in de voorkamer van de vleugel zaten te wachten, hoorden eerst met angst en plezier hoe de stem van de jonge graaf, die steeds hoger leek te stijgen, neuriede en knetterde, beledigende en vreselijke woorden hoorde. , die de een na de ander uitstort.
- Schurk! Ondankbaar wezen! ... ik ga een hond in stukken hakken ... niet met mijn vader ... beroofd ... - enz.
Toen zagen deze mensen, met niet minder plezier en angst, hoe de jonge graaf, helemaal rood, met bloeddoorlopen ogen, Mitenka bij de kraag trok, met grote behendigheid, met grote behendigheid, tussen zijn woorden door, hem op zijn achterwerk duwde en riep: "Eruit! zodat jouw geest, klootzak, er niet is!
Mitenka vloog halsoverkop de zes treden af ​​en rende het bloembed in. (Dit bloembed was een bekend gebied voor het redden van criminelen in Otradnoye. Mitenka zelf, toen hij dronken uit de stad aankwam, verstopte zich in dit bloembed, en veel inwoners van Otradnoye, die zich voor Mitenka verborgen hielden, wisten energie besparen dit bloembed.)
Mitenka's vrouw en schoonzussen leunden met angstige gezichten vanaf de deur van de kamer naar de gang, waar een schone samovar kookte en het hoge bed van de griffier onder een gewatteerde deken stond die uit korte stukken was genaaid.
De jonge graaf liep hijgend en zonder enige aandacht op hen af, met resolute stappen langs hen heen en ging het huis binnen.
De gravin, die via de meisjes meteen hoorde wat er in de vleugel was gebeurd, kalmeerde enerzijds in de zin dat hun toestand nu beter zou moeten worden, anderzijds maakte ze zich zorgen over hoe haar zoon dit zou doorstaan . Ze liep verschillende keren op haar tenen naar zijn deur en luisterde naar hem terwijl hij pijp na pijp rookte.
De volgende dag riep de oude graaf zijn zoon apart en zei met een verlegen glimlach tegen hem:
- Weet je, jij, mijn ziel, werd tevergeefs opgewonden! Mitenka heeft me alles verteld.
'Ik wist, dacht Nikolai, dat ik hier in deze stomme wereld nooit iets zou begrijpen.'
- Je was boos dat hij deze 700 roebel niet had ingevoerd. Hij heeft ze tenslotte tijdens het transport geschreven en je hebt niet naar de andere pagina gekeken.
- Papa, hij is een schurk en een dief, dat weet ik. En wat hij deed, deed hij. En als je mij niet wilt, vertel ik hem niets.
- Nee, mijn ziel (de graaf schaamde zich ook. Hij voelde dat hij een slechte beheerder was van de nalatenschap van zijn vrouw en schuldig was tegenover zijn kinderen, maar wist niet hoe hij dit moest oplossen) - Nee, ik vraag je om voor te zorgen zaken, ik ben oud, ik ...
- Nee, papa, je zult het me vergeven als ik iets onaangenaams voor je heb gedaan; Ik kan minder dan jij.
‘Naar de hel met ze, met deze mannen en geld, en transporten langs de pagina,’ dacht hij. Zelfs vanuit een hoek van zes kush begreep ik het ooit, maar vanaf de pagina van het transport begrijp ik niets ', zei hij tegen zichzelf, en sindsdien heeft hij niet langer tussenbeide gekomen in het bedrijfsleven. Slechts één keer riep de gravin haar zoon bij zich, vertelde hem dat ze Anna Mikhailovna's rekening van tweeduizend had en vroeg Nikolai wat hij van plan was met hem te doen.
'Maar hoe,' antwoordde Nikolai. – Je vertelde me dat het van mij afhangt; Ik hou niet van Anna Mikhailovna en ik hou niet van Boris, maar ze waren vriendelijk tegen ons en arm. Dus dat is hoe! - en hij scheurde de rekening, en met deze daad liet hij, met tranen van vreugde, de oude gravin snikken. Daarna pakte de jonge Rostov, die zich niet langer in welke zaak dan ook bemoeide, met hartstochtelijk enthousiasme de voor hem nog nieuwe gevallen van hondenjacht op, waarmee de oude graaf op grote schaal was begonnen.

Er waren al winters, de ochtendvorst had de door herfstregens bevochtigde grond geketend, het groen was al smaller en heldergroen geworden, gescheiden van de bruin wordende strepen, uitgeroeid door vee, winter en lichtgele voorjaarsstoppels met rode boekweitstrepen. De bergtoppen en bossen, die eind augustus nog groene eilanden waren tussen de zwarte wintervelden en stoppels, werden gouden en helderrode eilanden te midden van heldergroene winters. De haas was al halverwege verdwaald (verveld), de vossenbroedsels begonnen zich te verspreiden en de jonge wolven werden meer hond. Het was de beste jachttijd. De honden van de hete, jonge jager Rostov gingen niet alleen het jachtlichaam binnen, maar sloegen ook uit zodat ze binnenkwamen algemene Raad Er werd besloten dat de jagers de honden drie dagen rust moesten geven, en op 16 september zouden ze vertrekken, beginnend bij het eikenbos, waar een ongerept wolvenbroed was.

De term "adhesie" wordt vaak aangetroffen in documenten in verschillende wetenschappelijke disciplines. Het wordt gebruikt in de natuurkunde, scheikunde en biologie. Elke wetenschap heeft echter zijn eigen benadering van wat adhesie is, waarvan de definitie, rekening houdend met alle facetten van het fenomeen, nog door geen enkele wetenschapper kan worden gegeven. Het is waar dat iedereen het over één ding eens is: het is een verbinding, een interactie van verschillende deeltjes.

Als we het als een proces beschouwen, kunnen we zeggen dat adhesie een fenomeen is dat bestaat uit het optreden van interactie tussen enkele gecondenseerde fasen. Wanneer hun moleculair contact plaatsvindt, leidt deze interactie tot het ontstaan ​​van een nieuwe heterogene entiteit.

Als dit fenomeen als een eigenschap wordt opgevat, is adhesie (in het geval van vloeistoffen) de interactie tussen de vloeibare en vaste fasen op hun grensvlak.

Natuurkunde

Vanuit natuurkundig oogpunt is adhesie de adhesie van oppervlakken van verschillende stoffen wanneer ze met elkaar in contact komen. Bovendien kunnen stoffen zich zowel in dezelfde als in een andere aggregatietoestand bevinden. Het effect kan dus twee vaste stoffen, twee vloeistoffen of een vloeistof en een vaste stof betreffen.

Stoffen hechten zich onder invloed van de volgende factoren:

• chemische bindingen tussen de moleculen van twee stoffen
• diffusie vindt plaats wanneer de moleculen van de eerste substantie de grens van het oppervlak van de tweede substantie binnendringen,
• van der Waals-krachten werken, die ontstaan ​​wanneer polarisatie van moleculen optreedt.

Er zijn nog steeds speciale gevallen waarin adhesie kan optreden. Ze zijn vaak verward. Dit zijn autohesie en cohesie.

Autohesie treedt op als gevolg van de adhesie van homogene lichamen, maar de fasegrens blijft behouden.

Cohesie kan optreden wanneer moleculen van hetzelfde lichaam op elkaar inwerken.

IN Natuurlijke omstandigheden er zijn gevallen waarin adhesie als gevolg van verschillende externe oorzaken cohesie wordt. Een dergelijke situatie ontstaat tijdens diffusie als de fasegrenzen vervagen. In sommige gevallen kan de sterkte van de lijmverbinding tussen de fasen groter zijn dan de cohesieve verbinding. Vervolgens, afhankelijk van de sterkte van de substantie, wanneer er een kracht wordt uitgeoefend op de verbinding van substanties, blijft het grensvlak behouden of worden de samenhangende verbindingen verbroken.

Scheikunde

De scheikunde heeft een visie op het adhesieproces die vergelijkbaar is met de natuurkunde. Veel technologische processen in chemische industrie geadopteerd praktisch gebruik van dit fenomeen. Dit is de basis van de productietechnologie. composiet materialen, en ook de productie van verven en vernissen is daarop gebaseerd. Het concept van adhesie in chemische wetenschap worden gebruikt als het gaat om het proces van het lijmen van oppervlakken in vaste toestand met een lijm (substraten worden aan elkaar gelijmd met een lijm).

Biologie

In de biologische wetenschap wordt de term niet gebruikt in relatie tot moleculen, maar in relatie tot relatief grote biologische deeltjes - cellen. Adhesie is een dergelijke verbinding van cellen die de vorming van histologische structuren correct mogelijk maakt, en het type van deze structuren wordt bepaald door de specifieke kenmerken van de cellen die bij de interactie betrokken zijn. Het resultaat van de interactie hangt af van de aanwezigheid van bepaalde eiwitten op het oppervlak van de verbindende cellen.

Effect op materiaaleigenschappen

Adhesie heeft het vermogen om de kenmerken van de oppervlakken die in contact komen aanzienlijk te veranderen. Het kan oppervlakken helpen een lage wrijvingscoëfficiënt te verkrijgen. Als de stoffen in dit geval een vaste kristallijne structuur hebben, wordt het mogelijk ze verder te gebruiken als antiwrijvingssmeermiddelen. Effecten zoals capillariteit en bevochtigbaarheid treden ook op als gevolg van dit fenomeen.

Eenheid

Wanneer adhesie optreedt, wordt de energie van het lichaam op een bepaald deel van het oppervlak onmiddellijk minder. Om deze reden is het gebruikelijk om het te meten aan de hand van de arbeid of kracht die nodig is om de oppervlakken over een bepaald oppervlak uit elkaar te scheuren.

Toepassing van verlijming in de bouw

Zo een fysiek fenomeen, als adhesie, heeft bijgedragen aan de verbetering technologisch proces vervaardiging van stalen platen en blokken met dunne en dikke wanden. Het bezit van informatie over de mechanismen van het fenomeen maakte het mogelijk om de productiviteit van de lijnen voor de vervaardiging van deze bouwproducten te verhogen en het gewicht van de constructies aanzienlijk te verminderen.

Alleen dit fenomeen maakt het mogelijk om de oppervlakken van bouwmaterialen te verven en te vernissen, galvanische en anodische coatings aan te brengen. Deze bewerkingen dragen bij aan het creëren van een anti-corrosiebescherming van het metaal, waardoor het materiaal een verkoopbaar uiterlijk krijgt.

Kennis van de aard van het fenomeen is van grote hulp bij het hoogwaardig lijmen van verschillende materialen en het sterke lassen ervan. Met de deelname van hechting worden metalen bedekt met oxidefilms die presteren beschermende functies. Het effect vindt toepassing in de productie concrete werken- in situaties waarin het niet mogelijk is om het object direct volledig met beton te storten. Bij het bijvullen twee betonnen sokkels vormen onderling de zogenaamde koude verbinding, die de sterkte-eigenschappen van het gewricht negatief beïnvloedt. Hechting wordt ook aanbevolen voor toepassingen waarbij het nodig is beton van stalen mallen te scheiden. Op andere manieren is deze operatie eenvoudigweg onmogelijk uit te voeren. Het gebruik van hechting maakt het mogelijk om oppervlaktedefecten met succes aan te pakken Afgemaakte producten uit beton.

cementmortels

De indeling van lijmmortels met deelname van cement in de klassen C1 en C2 is gebaseerd op een beoordeling van de mate van hechting van de mortel aan de ondergrond na uitharding. De hechting van klasse C1-lijmoplossing op de ondergrond moet volgens de eisen van de Europese kwaliteitsnormen groter zijn dan 0,5 MPa, terwijl voor cement lijm oplossing klasse C2, de waarde ervan is niet minder dan 1,0 MPa. Het verschil tussen de twee klassen oplossingen bepaalt dus de hechtsterkte.

Methoden voor het bepalen van de hechting

Methoden waarmee de hechting wordt bepaald (GOST 15140-78):

• schilferen;
• roostersneden;
• roostersneden met omgekeerde impact;
• parallelle sneden.

Hechting in de metallurgie

Tijdens adhesie blijft de fasegrens tussen de lichamen behouden. De hechting van metalen komt tot uiting wanneer niet-metalen insluitsels worden gecoaguleerd in de samenstelling van vloeibare metalen en legeringen. Hechting draagt ​​​​bij aan de vergroting van niet-metalen insluitsels, wat vervolgens leidt tot hun verwijdering uit het metaal in de slak.

Het effect van adhesie of bevochtiging van niet-metalen insluitsels met vloeibaar metaal kan:

• interfereren met de extractie van insluitsels uit het metaal als de metaalsmelt de niet-metalen insluitsels goed bevochtigt (in dit geval vindt er een goede hechting plaats);
• omstandigheden creëren voor het verwijderen van niet-metallische insluitsels uit het metaal in een situatie waarin deze insluitsels niet voldoende worden bevochtigd door de metaalsmelt (in dit geval is de hechtingswaarde klein).

Bij koudlassen worden vrijwel alle harde metalen die zich in plastische toestand bevinden, onder druk met elkaar verbonden. Hechting ligt ten grondslag aan de hechting van galvanische, oxide- en sulfidecoatings op metaal, die op het metalen oppervlak worden aangebracht om producten tegen corrosie te beschermen. De hechting van de coating zorgt voor een betrouwbare hechting van dergelijke samenstellingen op het oppervlak van metalen. Het heeft zijn toepassing gevonden in de poedermetallurgie, waar producten worden gevormd en gesinterd uit metaalpoeders.

Het hechten van materialen wordt veel gebruikt in gevallen waarin het nodig is om te solderen, tin, zink, verschillende toepassingen verf coatings. Zonder dit is de creatie van verschillende composietmaterialen niet compleet. Bij de vervaardiging van dergelijke materialen komen deeltjes van een stof in contact met de basis van de legering. Het effect neemt toe in de aanwezigheid van een elektrische lading op de oppervlakken van de lichamen, wat het mogelijk maakt om bij verbinding een donor-acceptorbinding te vormen. De hechting wordt ook verbeterd tijdens het uitvoeren chemische reiniging verbonden oppervlakken. Voor deze doeleinden worden ontvetten, stofzuigen, ionenbombardement en blootstelling aan elektromagnetische straling gebruikt.

Hechtingsactivator

Wanneer de auto in bedrijf is, ontstaan ​​de poriën kleinste maten op het oppervlak van de verflaag en polymeeronderdelen zijn verstopt met resten van stof, teer, autochemicaliën. Hierdoor loopt een poging om iets op de onderdelen te lijmen vaak uit op een mislukking vanwege een slechte hechting van de ondergrond. Door te ontvetten worden niet alle verontreinigingen geëlimineerd. Hechtingsactivator ontworpen voor gebruik bij het voorbereiden van oppervlakken voorafgaand aan het aanbrengen decoratieve films, stickers, naamplaatjes, dubbelzijdig plakband. De activator neemt aanzienlijk toe hechtende eigenschappen oppervlakken dankzij een speciaal ontwikkelde samenstelling. Het gebruik ervan zorgt ervoor dat de verbinding betrouwbaar is en dat de te verbinden materialen langdurig kunnen worden gebruikt. Hoge hechting geleverd door de activator is de reden voor de grote vraag ernaar.