Kleefeigenschappen. Adhesiemechanismen

Adhesie, wat is het? En waarom is het belangrijk? Laten we proberen erachter te komen in ons artikel.

De term adhesie vertaald uit het Latijn betekent "adhesie" en kenmerkt de eigenschap van adhesie van oppervlakken van vaste of vloeibare lichamen. Heel vaak kenmerken constructie composities gebruikt voor pleister- en schilderwerk worden beoordeeld op hechtingseigenschappen.

Het lijmen van lichamen wordt geleverd door een kleefstof - een kleefstof, een polymeersysteem. Het polymeer kan echter ontstaan ​​als gevolg van chemische reacties tussen de te verlijmen oppervlakken nadat de lijm is aangebracht. Niet-polymeer lijmen zijn: organisch materiaal, waaronder cement en soldeer.

De stof waarop de lijm wordt aangebracht, wordt de ondergrond genoemd. De indringdiepte is afhankelijk van het type en de parameters van de lijm, die na uitharding niet meer zonder vernietiging kan worden verwijderd. Adhesie - hechting van alleen de toplagen van materialen. Als het proces doordringt tot in het binnenste van lichamen, ontstaat er cohesie.

Waarom is het belangrijk

In de bouw garandeert hechting kwaliteit en betrouwbaarheid in bijna alle soorten werk. Deze eigenschap is vooral belangrijk voor:

• verven en vernissen omdat het hun 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: net gesolliciteerd cementmortel beton hecht niet goed aan de oude. Bij het werken met oud beton is het noodzakelijk om zelfklevende meerlaagse verbindingen te gebruiken.

Metallurgische productie vereist de agnes van speciale anti-corrosie 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 waarborgen hoogwaardige bescherming en afdichting.

Kort over de soort

Drie verklevingen worden onderscheiden door interactie met oppervlakken:

• fysiek;
• chemisch;
• mechanisch.

De essentie van fysieke agnesie ligt in de elektromagnetische interactie van contactoppervlakken op moleculair niveau... Iedereen weet dat een magneet wordt aangetrokken door deeltjes die geladen zijn met statische elektriciteit.

Chemische bindingsinteractie van een kleefstof met een substraat op atomair niveau met de deelname van een katalysator. Het verschilt van het fysieke vermogen van hechting van oppervlakken van materialen met verschillende dichtheden.

Mechanisch - de penetratie van de lijm in de bovenste laag van het contactoppervlak met daaropvolgende hechting. Dit proces vindt bijvoorbeeld plaats bij het schilderen of schilderen van verschillende materialen.

Opmerking: de hechting verbeteren door maatregelen die de hechting verzekeren: plamuren, primeren, ontvetten van de ondergrond, slijpen.

Bovendien zijn aandoeningen die agnesia verergeren uitgesloten. Denk aan 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 hechting is het bepalen van de externe kracht, onder invloed waarvan de lijmverbinding wordt vernietigd: uniform, ongelijkmatig of met een verschuiving. Voor de soorten vernietiging zijn testmethoden ontwikkeld.

Testtests worden uitgevoerd met een adhesiemeter volgens de methoden van internationaal en staatsniveau, ontwikkeld voor elke vernietigingsmethode.

Meting van de hechting van verf-en-lakcoating wordt uitgevoerd volgens de internationale norm ISO 2409 "Lattice notch method" met het apparaat Adhesiometer RN.

De Russische GOST 15140-78 stelt methoden vast voor het bepalen van de hechting in verf-en-lakcoating van metalen oppervlakken. Het normatieve document definieert de essentie van elke methode, een lijst van testapparatuur, beschrijft de voorbereiding en uitvoering van tests.

De waarden van de hechtingsindicatoren van coatings zijn nodig om de arbeidsintensiteit van het werk te bepalen, om de gespecificeerde sterkte en betrouwbaarheid te garanderen. Ze zijn vooral belangrijk in de bouw, waar er vaak materialen in contact komen die niet hetzelfde zijn als in chemische samenstelling, en door de staat van het onderwijs.

Externe krachtadhesietester verschillende manieren worden gepresenteerd in de instrumentencatalogus 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 onderhouden 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 zijn gekomen en hoe ze op elkaar inwerken. Een lijmverbinding kan mechanisch, fysiek of chemisch zijn, maar is meestal een combinatie van dit soort verbindingen.

Mechanische hechting:

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

De belangrijkste voorwaarde voor onderwijs mechanische hechting: is het vermogen van de lijm om gemakkelijk door de verdiepingen op het oppervlak van het substraat te dringen en vervolgens uit te harden. Deze toestand hangt af van de bevochtiging van het substraatoppervlak met de lijm, die op zijn beurt verband houdt met de verhouding van de oppervlakte-energieën van de materialen in contact, die de waarde van de contacthoek van bevochtiging bepaalt. De ideale situatie is om de ondergrond volledig nat te maken met de lijm. Om het contact te verbeteren, verwijdert u eventueel aanwezige lucht of stoom in de groeven voordat u de lijm aanbrengt. Als de lijm de ondersnijdingen kan opvullen en vervolgens uitharden, wordt deze natuurlijk geblokkeerd door de ondersnijdingen (Fig. 1.10.7).

Rijst. 1.10.7. Microscopisch mechanisch contact tussen lijm en substraat

De penetratiesnelheid van de lijm in de ondersnijdingen hangt zowel af van de druk die tijdens het aanbrengen wordt uitgeoefend als van de eigenschappen van de lijm zelf. Als wordt geprobeerd de lijm van de ondergrond af te scheuren, kan dit alleen door deze te breken, aangezien de lijm niet van de ondersnijdingen kan worden verwijderd. Het concept van mechanische hechting is niet in tegenspraak met de voorwaarden voor de bevestiging of retentie van een vast kunstgebit dat bij hun fixatie wordt gebruikt, behalve die verschijnselen die zich op microscopisch niveau voordoen. Een belangrijk verschil tussen deze concepten is dat een goede bevochtiging dat niet is 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 de verbinding, maar dit is meestal niet voldoende om het (specifieke) adhesiemechanisme zelf te activeren. Er zijn een aantal extra adhesiemechanismen vanwege fysische en chemische redenen. De term echte of specifieke adhesie wordt meestal gebruikt om fysieke en chemische adhesie te onderscheiden van mechanische adhesie, maar dergelijke termen kunnen het beste worden weggegooid omdat ze niet helemaal nauwkeurig zijn.

Het concept van echte adhesie gaat ervan uit dat er ook nog een valse adhesie is, maar in werkelijkheid bestaat adhesie of die bestaat niet. Fysische en chemische hechting verschillen van mechanische hechting doordat de eerstgenoemde de lijm en het substraat in moleculaire interactie met elkaar betrekken, terwijl voor mechanische een dergelijke interactie op het grensvlak van de twee fasen niet vereist is.

fysieke hechting:

Wanneer twee vlakken in nauw contact zijn, worden secundaire bindingen gevormd vanwege de dipool-dipool-interactie tussen gepolariseerde moleculen. De grootte van de ontstane aantrekkingskrachten is erg klein, ook al bezitten ze 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 is deze waarde niet meer dan 0,2 elektronvolt. Deze waarde is veel minder dan die van primaire bindingen, zoals ionische of covalente bindingen, waarbij de bindingsenergie typisch varieert van 2,0 tot 6,0 elektronvolt.

Secundaire bindingen als gevolg van de dipool-dipool-interactie ontstaan ​​zeer snel (omdat er geen activeringsenergie nodig is voor hun vorming) en zijn omkeerbaar (omdat de moleculen op het oppervlak van de stof chemisch onaangetast blijven). Deze zwakke adsorberende fysieke aantrekkingskracht wordt gemakkelijk vernietigd door toenemende temperatuur en is niet geschikt voor toepassingen waar een permanente hechting 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 vice versa, omdat er geen interactie zal zijn tussen deze twee stoffen op moleculair niveau, zelfs niet met hun nauw contact. Dit gedrag wordt waargenomen in vloeibare siliconenpolymeren, die niet-polair zijn en daarom geen secundaire bindingen vormen met vaste oppervlakken. Communicatie met hen is alleen mogelijk bij het passeren chemische reactie verknoping, waardoor verbindingen tussen de vloeistof en de vaste stof ontstaan.

Chemische hechting:

Als, na adsorptie aan het oppervlak, het molecuul dissocieert, en dan kunnen zijn functionele groepen, elk afzonderlijk, covalent of

ionische bindingen met het oppervlak, het resultaat is een sterke hechting. Deze vorm van adhesie wordt chemisorptie genoemd en kan zowel ionisch als covalent van aard zijn.

Een chemische binding verschilt van een fysieke binding doordat twee naburige atomen dezelfde elektronen delen. Het oppervlak van de lijm moet stevig aan het oppervlak van de ondergrond worden gehecht chemische bindingen daarom is de aanwezigheid van reactieve groepen op beide oppervlakken noodzakelijk. In het bijzonder verwijst dit naar de vorming van covalente bindingen, die bijvoorbeeld optreedt tijdens de binding van reactieve isocyanaten 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-metalen verbindingen, wordt gemakkelijk een metaalverbinding gevormd tussen vaste en vloeibare metalen - dit mechanisme ligt ten grondslag aan het solderen. Metalen binding ontstaat door vrije elektronen en is niet afhankelijk van de aanwezigheid van reactieve groepen. Deze verbinding is echter alleen mogelijk als: metalen oppervlakken perfect schoon zal zijn. In de praktijk betekent dit dat fluxen moeten worden gebruikt om oxidefilms te verwijderen, anders zullen deze films contact tussen metaalatomen voorkomen.

De enige manier om de lijm van het substraat te scheiden, is door chemische bindingen mechanisch te verbreken, maar dit betekent niet dat deze, en niet andere valentiebindingen, in de eerste plaats zullen worden verbroken. Dit stelt grenzen aan de sterkte die in het gewricht kan worden bereikt. Als de sterkte van de hechting of lijmverbinding hoger is dan de treksterkte van de materialen van de lijm of ondergrond, dan zal voordat de lijmverbinding kapot gaat, afbraak van de cohesieve lijm of ondergrond plaatsvinden.

Moleculaire verstrengelingsadhesie (diffusieadhesiemechanisme)

Tot nu toe hebben we aangenomen dat er een duidelijk grensvlak is tussen de lijm en het substraat. Typisch wordt de lijm geadsorbeerd aan het oppervlak van het substraat en kan worden gezien als een oppervlakteactieve stof die zich ophoopt op het oppervlak maar niet doordringt. In sommige gevallen kan de lijm of een van zijn componenten in het oppervlak van het substraat doordringen en zich er niet op ophopen. Benadrukt moet worden dat absorptie van moleculen het gevolg is van een goede oppervlaktebevochtiging, niet de oorzaak.

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 dit leiden tot verstrengeling of interdiffusie van de lijm- en substraatmoleculen, wat leidt tot een zeer hoge hechtsterkte (Figuur 1.10.9).

Rijst. 1.10.9. Diffusie-overgangslaag gevormd door het verweven van moleculaire fragmenten van de lijm en het substraat

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

De vergelijking van Young impliceert:

Ysv Ysi = Ysi cose

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

In feite is dit cijfer veel hoger.

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

Klinische betekenis

De clinicus moet weten wat voor soort binding hij zoekt, en dit vereist begrip van de stappen voor het creëren van een adhesieve binding. Dit voorkomt fouten in het werk.

Grondbeginselen van de tandheelkundige materiaalwetenschap
Richard van Noort

Het concept van cohesie en adhesie. Bevochtigen en verspreiden. Werk van adhesie en cohesie. Dupre's vergelijking. Contacthoek van bevochtiging. De wet van Jungs. Hydrofobe en hydrofiele oppervlakken

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

Samenhang - de aantrekking van atomen en moleculen binnen een aparte fase... Het bepaalt het bestaan ​​van een stof in gecondenseerde toestand en kan worden veroorzaakt door intermoleculaire en interatomaire krachten. Concept adhesie, bevochtigen en verspreiden verwijzen naar interfase-interacties.

Adhesie zorgt voor een verbinding tussen twee lichamen van een bepaalde sterkte door fysische en chemische intermoleculaire krachten. Overweeg de kenmerken van het cohesieproces. Het werk samenhang wordt bepaald door het energieverbruik voor het omkeerbare proces van breuk van een lichaam over een sectie die gelijk is aan een oppervlakte-eenheid: W k =2  , waar W k- werk van samenhang; - oppervlaktespanning

Aangezien de breuk een oppervlak vormt in twee parallelle gebieden, verschijnt in de vergelijking een coëfficiënt 2. Cohesie weerspiegelt de intermoleculaire interactie binnen de homogene fase, dan kan het worden gekarakteriseerd door parameters als de energie van het kristalrooster, interne druk, vluchtigheid , kookpunt, adhesie is het resultaat van het systeem dat de neiging heeft om de oppervlakte-energie te verminderen. Het adhesiewerk wordt gekenmerkt door het omkeerbaar verbreken van de lijmverbinding per oppervlakte-eenheid. Het wordt gemeten in dezelfde eenheden als oppervlaktespanning. vol werk hechting voor het gehele contactgebied van lichamen: W s = W een S

Op deze manier, adhesie - werken aan de breuk van adsorptiekrachten met de formatie nieuw oppervlak in 1m 2 .

Om de relatie tussen het werk van adhesie en de oppervlaktespanning van de op elkaar inwerkende componenten te verkrijgen, stel je twee gecondenseerde fasen 2 en 3 voor, met een oppervlak op het grensvlak met lucht 1 gelijk aan een oppervlakte-eenheid (Fig. 2.4.1.1).

We nemen aan dat de fasen onderling onoplosbaar zijn. Wanneer deze oppervlakken zijn uitgelijnd, d.w.z. wanneer de ene stof op de andere wordt aangebracht, treedt het fenomeen van adhesie op, omdat: het systeem is tweefasig geworden, dan is er een grensvlakspanning  23. Dientengevolge wordt de initiële Gibbs-energie van het systeem verminderd met een hoeveelheid die gelijk is aan de adhesiearbeid:

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

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

G vroeg =  31 +  21 ;

G-uiteinde =  23;

;

.

- de Dupre-vergelijking.

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

De grensvlakspanning wordt gelijk aan 0 wanneer het grensvlakoppervlak verdwijnt, wat optreedt wanneer de fasen volledig zijn opgelost

overwegende dat W k =2  , en de rechterkant vermenigvuldigen met de breuk , we krijgen:

waar W k 2, W k 3 - cohesiewerk van fase 2 en 3.

De oplossingsvoorwaarde is dus dat het adhesiewerk tussen samenwerkende lichamen gelijk moet zijn aan of groter moet zijn dan de gemiddelde waarde van de som van de cohesiewerken. Hechtsterkte moet worden onderscheiden van het werk van cohesie. W P .

W P – werk besteed om de lijmverbinding te verbreken... Deze waarde verschilt doordat het het werk omvat van het verbreken van intermoleculaire bindingen W een en het werk besteed aan vervorming van de componenten van de lijmverbinding W zeker :

W P = W een + W zeker .

Hoe sterker de lijmverbinding, hoe groter de vervorming van de componenten van het systeem tijdens het vernietigingsproces. Het vervormingswerk kan het omkeerbare werk van de hechting meerdere keren overschrijden.

bevochtiging - oppervlakteverschijnsel bestaande in de interactie van een vloeistof met een vaste stof of een ander vloeibaar lichaam in aanwezigheid van gelijktijdig contact van drie onmengbare fasen, waarvan er één gewoonlijk een gas is.

De mate van bevochtigbaarheid wordt gekenmerkt door de dimensieloze waarde van de cosinus van de bevochtigingshoek, of eenvoudigweg de contacthoek. Bij aanwezigheid van een vloeibare druppel 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.

De druppel verspreidt zich over het oppervlak.

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

De oppervlakte-energie van een vaste stof, die neigt af te nemen, rekt de druppel over het oppervlak uit en is gelijk aan  31. De interfase-energie op het grensvlak vast-vloeistof heeft de neiging de druppel samen te drukken, d.w.z. oppervlakte-energie wordt verminderd door het oppervlak te verkleinen. Cohesiekrachten die in de druppel werken, voorkomen verspreiding. De werking van cohesieve krachten is gericht vanaf de grens tussen de vloeibare, vaste en gasvormige fasen tangentieel naar 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 tussen de drie fasen en wordt genoemd contacthoek van bevochtigbaarheid: ... In evenwicht wordt de volgende relatie vastgesteld:

- de wet van Jungs.

Vandaar volgt het kwantitatieve kenmerk van bevochtiging als de cosinus van de contacthoek
... Hoe kleiner de contacthoek en dus hoe hoger cos , hoe beter de bevochtiging.

Als cos > 0, dan wordt 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, het oppervlak is hydrofoob. Een handige formule voor het berekenen van de waarde van het werk van adhesie wordt verkregen als resultaat van een combinatie van de formule van Dupre en de wet van Young:

;

- Dupre-Jung vergelijking.

Deze vergelijking toont het verschil tussen de verschijnselen van adhesie en bevochtigbaarheid. Als we beide delen door 2 delen, krijgen we

.

Aangezien bevochtiging kwantitatief wordt gekarakteriseerd door cos , wordt deze, in overeenstemming met de vergelijking, bepaald door de verhouding van de adhesie-arbeid tot de cohesie-arbeid voor de bevochtigingsvloeistof. Het verschil tussen adhesie en bevochtiging is dat bevochtiging optreedt wanneer drie fasen in contact zijn. Uit de laatste vergelijking kunnen de volgende conclusies worden getrokken:

1. Wanneer?  = 0 omdat  = 1, W een = W k .

2. Wanneer?  = 90 0 omdat  = 0, W een = W k /2 .

3. Wanneer?  =180 0 omdat  = -1, W een =0 .

De laatste relatie wordt niet gerealiseerd.

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie

De bekendste kleefeffecten zijn capillariteit, bevochtigbaarheid / niet-bevochtigbaarheid, oppervlaktespanning, meniscus van een vloeistof in een smal capillair, rustwrijving van twee absoluut gladde oppervlakken... Het hechtingscriterium kan in sommige gevallen de tijd zijn van scheiding van een laag van een materiaal van een bepaalde grootte van een ander materiaal in een laminaire vloeistofstroom.

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

adhesie theorieën

Adhesie is een uiterst complex fenomeen, wat het bestaan ​​verklaart van vele theorieën die dit fenomeen vanuit verschillende posities interpreteren. De volgende adhesietheorieën zijn momenteel bekend:

• adsorptie theorie, volgens welke het fenomeen optreedt als gevolg van de adsorptie van de lijm op de poriën en scheuren van het substraatoppervlak.
• mechanische theorie beschouwt adhesie als een resultaat van de manifestatie van de krachten van intermoleculaire interactie tussen de contact makende moleculen van de lijm en het substraat.
• elektrische theorie identificeert het "kleefmiddel - substraat" systeem met een condensator, en de dubbele elektrische laag, die verschijnt bij het contact van twee ongelijke oppervlakken, met de condensatorplaat.
• elektronische theorie beschouwt adhesie als gevolg van moleculaire interactie van oppervlakken die van verschillende aard zijn.
• diffusie theorie reduceert het fenomeen tot onderlinge of eenzijdige diffusie van lijmmoleculen en substraat.
• Chemische theorie verklaart adhesie niet door fysieke, maar door chemische interactie.

Fysieke beschrijving

Adhesie is het omkeerbare thermodynamische werk van krachten 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 ΔG°-waarde duidt op een afname van het adhesiewerk als gevolg van de vorming van grensvlakspanning.

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

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

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

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

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

Hechting is onlosmakelijk verbonden met vele oppervlaktefenomenen zoals bevochtiging. Als adhesie een binding veroorzaakt tussen een vaste stof en een vloeistof die ermee in contact staat, dan is bevochtiging het resultaat van een dergelijke binding. De Dupre-Young-vergelijking toont de relatie tussen hechting en bevochtiging:

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

waarbij σ 12 de oppervlaktespanning is op het grensvlak tussen de twee fasen (vloeibaar-gas), cosθ is de contacthoek, Wa is het omkeerbare werk van adhesie.

Schrijf een recensie over het artikel "Adhesie"

Literatuur

• Deryagin B.V., Krotova N.A., Smilga V.P. Adhesion vaste stoffen... - M.: Wetenschap, 1973.
• Freidin A.S. Eigenschappen en berekening van lijmverbindingen. - M.: Chemie, 1990.
• Berlin AA, Basin VE, Fundamentals of polymeeradhesie. - M.: Chemie, 1974.
• Trizno MS, Moskalev EV Lijmen en lijmen. - L.: Chemie, 1980.

Notities (bewerken)

Links

• Adhesie- een artikel uit de Grote Sovjet Encyclopedie.

zie ook

Uittreksel dat hechting kenmerkt

"Ja, ja, ja," zei Natasha blij.
Natasha vertelde hem over haar romance met prins Andrey, zijn aankomst in Otradnoye en liet hem zijn laatste brief zien.
- Waarom ben je blij? vroeg Natasja. - Ik ben nu zo kalm en gelukkig.
"Ik ben erg blij", antwoordde Nikolai. - Hij is een geweldig persoon. Waarom ben je zo verliefd?
'Hoe kan ik het je vertellen,' antwoordde Natasha, 'ik was verliefd op Boris, op een leraar, op Denisov, maar dat is het helemaal niet. Ik heb vrede, vast. Ik weet dat er geen betere mensen zijn dan hij, en ik ben nu zo kalm, goed. Helemaal niet hetzelfde als vroeger...
Nikolai uitte zijn ongenoegen tegenover Natasha dat de bruiloft een jaar was uitgesteld; maar Natasha viel haar broer woedend aan en bewees hem dat het niet anders kon, dat het slecht zou zijn om tegen de wil van haar vader bij het gezin te komen, dat ze het zelf wilde.
'Je begrijpt er helemaal niets van,' zei ze. Nikolai zweeg en was het met haar eens.
Mijn broer was vaak verrast als hij naar haar keek. Het was helemaal niet alsof ze een liefhebbende bruid was, afgezien van haar verloofde. Ze was gelijkmatig, kalm, absoluut opgewekt als voorheen. Dit verraste Nikolai en deed hem zelfs ongelovig kijken naar de matchmaking van Bolkonsky. Hij geloofde niet dat haar lot al bepaald was, vooral omdat hij prins Andrew niet met haar had gezien. Hij bleef maar denken dat er iets mis was in dit vermeende huwelijk.
“Waarom de vertraging? Waarom ben je niet verloofd?" hij dacht. Nadat hij een keer met zijn moeder over zijn zus had gesproken, ontdekte hij tot zijn verbazing en deels tot zijn plezier dat zijn moeder, op dezelfde manier, in het diepst van haar ziel, soms met wantrouwen naar dit huwelijk keek.
- Hier schrijft ze, - zei ze, terwijl ze de brief van haar zoon prins Andrey liet zien met dat geheime gevoel van vijandigheid dat de moeder altijd heeft tegen het toekomstige huwelijksgeluk van haar dochter, - ze schrijft dat ze niet eerder dan december zal aankomen. Wat voor soort bedrijf kan hem vertragen? Zeker een ziekte! Gezondheid is erg zwak. Vertel het niet aan Natasja. Kijk niet dat ze vrolijk is: dit is haar laatste meisjesachtige tijd, 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 uitstekende man.

De eerste keer dat hij aankwam, was Nikolai serieus en zelfs saai. Hij werd gekweld door de dreigende noodzaak om tussenbeide te komen in deze domme aangelegenheden van het huishouden, waarvoor zijn moeder hem had geroepen. Om zo snel mogelijk van deze last af te komen, ging hij op de derde dag van zijn aankomst boos, zonder antwoord te geven op de vraag waar hij heen ging, met fronsende wenkbrauwen naar Mitenka's bijgebouw en eiste dat hij voor alles rekenschap aflegde. Wat deze verslagen van alles waren, wist Nikolai nog minder dan Mitenka, die tot angst en verbijstering was gekomen. Mitenka's gesprek en boekhouding duurden niet lang. De hoofdman, de electieve en de zemstvo, die voor het bijgebouw stonden te wachten, hoorden eerst met angst en plezier hoe de stijgende stem van de jonge graaf leek te neuriën en te knetteren, hoorden de vloekende en verschrikkelijke woorden die een voor een neerregenden. ander.
- Schurk! Ondankbaar wezen! ... een hond hakken ... niet met papa ... beroofd ... - etc.
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, op een geschikt moment tussen zijn woorden, duwde hij hem in de kont en riep: “Ga weg! zodat je geest, klootzak, er niet is!'
Mitenka vloog halsoverkop zes treden naar beneden en rende het bloembed in. (Dit bloembed was een bekend gebied voor de redding van criminelen in Otradnoye. energie besparen dit bloembed.)
Met angstige gezichten bogen Mitya's vrouw en schoonzusters zich vanuit de deur van de kamer naar de vestibule, waar een schone samovar stond te koken en een hoog klerksbed torent onder een deken gemaakt van korte stukjes.
De jonge graaf liep hijgend, hen negerend, met beslissende stappen langs hen heen en ging het huis binnen.
De gravin, die via de meisjes meteen vernam wat er in het bijgebouw was gebeurd, kalmeerde enerzijds in de zin dat hun toestand nu beter zou worden, anderzijds maakte ze zich zorgen over hoe haar zoon het zou dragen . Ze liep een paar keer op haar tenen naar zijn deur en hoorde hem pijp na pijp roken.
De volgende dag riep de oude graaf zijn zoon terzijde 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 bent boos dat hij deze 700 roebel niet heeft ingevoerd. Ze waren tenslotte in zijn transport geschreven en je hebt niet op een andere pagina gekeken.
- Papa, hij is een schurk en een dief, ik weet het. En wat hij deed, deed hij. En als je dat niet wilt, zeg ik niets tegen hem.
- Nee, mijn ziel (de graaf schaamde zich ook. Hij voelde dat hij een slechte manager was van het landgoed van zijn vrouw en schuldig was tegenover zijn kinderen, maar wist niet hoe hij het moest oplossen) - Nee, ik vraag je om bezig te zijn, Ik ben oud, ik...
- Nee, papa, je vergeeft me als ik iets onaangenaams voor je heb gedaan; Ik kan minder dan jij.
"De duivel met hen, met deze mannen en geld en voertuigen op de pagina", dacht hij. Zelfs vanuit de hoek van zes kush begreep ik dat een keer, maar van de pagina transport - ik begrijp niets, 'zei hij tegen zichzelf en sindsdien heeft hij niet meer ingegrepen. Slechts één keer riep de gravin haar zoon bij zich, vertelde hem dat ze Anna Mikhailovna's rekening van tweeduizend dollar had en vroeg Nikolai wat hij met hem dacht te doen.
- En hier is hoe, - antwoordde Nikolay. - Je vertelde me dat het van mij afhangt; Ik mag Anna Mikhailovna niet en ik mag Boris niet, maar ze waren vriendelijk tegen ons en arm. Dus dat is hoe! - en hij verscheurde de rekening, en met deze daad, met tranen van vreugde, liet hij de oude gravin snikken. Daarna nam de jonge Rostov, die zich in geen enkel bedrijf meer bemoeide, met hartstochtelijk enthousiasme het nog nieuwe bedrijf van de hondenjacht op, dat op grote schaal door de oude graaf was ingesteld.

Er waren al winterse winters, de ochtendvorst kluisterde de grond bevochtigd met herfstregens, het groen was al weggedreven en heldergroen scheidde zich van de stroken bruin, uitgeklopte winter- en lichtgele lentestoppels met rode strepen boekweit. De toppen en bossen, die eind augustus nog groene eilanden waren tussen de zwarte velden van wintergewassen en stoppels, werden gouden en knalrode eilanden te midden van knalgroene wintergewassen. De haas was al half versleten (vervelt), de vossenbroedjes begonnen zich te verspreiden en de jonge wolven waren meer hond... Het was de beste jachttijd. De honden van de hete, jonge jager Rostov gingen niet alleen het jachtlichaam binnen, maar werden ook uitgeschakeld, zodat in algemeen advies Er werd besloten om de jagers drie dagen de tijd te geven om uit te rusten voor de honden en op 16 september te vertrekken, te beginnen bij het eikenbos, waar een ongerept wolvenbroed was.

De term "adhesie" komt vaak voor in documenten uit 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, door geen enkele wetenschapper kan worden gegeven. Toegegeven, over één ding is iedereen het eens: het is een verbinding, de 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 bepaalde gecondenseerde fasen. Wanneer hun moleculair contact plaatsvindt, leidt deze interactie tot de opkomst van een nieuwe heterogene entiteit.

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

Fysica

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

Stoffen hechten onder invloed van de volgende factoren:

• er zijn chemische bindingen tussen moleculen van twee stoffen,
• diffusie treedt op wanneer de moleculen van de eerste stof doordringen onder de grens van het oppervlak van de tweede,
• de krachten van van der Waals werken, die ontstaan ​​wanneer de polarisatie van de moleculen optreedt.

Er zijn ook speciale gevallen waarin hechting kan optreden. Ze zijn vaak verward. Dit is autohesie en cohesie.

Autohesie ontstaat als gevolg van de adhesie van homogene lichamen, maar de fasegrens blijft ongewijzigd.

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

V Natuurlijke omstandigheden er zijn gevallen waarin hechting om verschillende externe redenen cohesie wordt. Deze situatie ontstaat tijdens diffusie als de fasegrenzen vervagen. In sommige gevallen kan de sterkte van de lijmverbinding tussen de fasen groter zijn dan de samenhangende. Afhankelijk van de sterkte van de stof, wanneer een kracht wordt uitgeoefend op de verbinding van stoffen, blijft het grensvlak behouden of worden de samenhangende bindingen verbroken.

Chemie

Chemie heeft een visie op het adhesieproces vergelijkbaar met de natuurkunde. Veel technologische processen in chemische industrie geadopteerd praktisch gebruik dit fenomeen. Dit is de kern van de productietechnologie composiet materialen, is ook de productie van verven en vernissen erop gebaseerd. Het concept van hechting in scheikundige wetenschap ze worden gebruikt als we het hebben over het proces van het verlijmen 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 verbinding van cellen die de vorming van histologische structuren op de juiste manier 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.

Invloed op materiaaleigenschappen

Adhesie heeft het vermogen om de eigenschappen van oppervlakken die in contact komen aanzienlijk te veranderen. Het kan oppervlakken helpen een lage wrijvingscoëfficiënt te krijgen. Als in dit geval de stoffen een vaste kristallijne structuur hebben, wordt hun verdere gebruik als antifrictie-smeermiddelen mogelijk. Ook effecten zoals capillariteit en bevochtigbaarheid zijn het gevolg van dit fenomeen.

meet eenheid

Wanneer adhesie optreedt, wordt de energie van het lichaam op een 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 oppervlakken van elkaar af te scheuren op een bepaalde oppervlakte-eenheid.

Toepassing van hechting in de bouw

Zo een fysiek fenomeen aangezien hechting heeft bijgedragen aan de verbetering technologisch proces fabricage van stalen platen en blokken met dunne en dikke wanden. Kennis van de mechanismen van het fenomeen maakte het mogelijk om de productiviteit van lijnen voor de vervaardiging van deze bouwproducten te verhogen en het gewicht van constructies aanzienlijk te verminderen.

Alleen dit fenomeen maakt het mogelijk om de oppervlakken van bouwmaterialen te schilderen en te lakken, om galvanische en anodische coatings aan te brengen. Deze bewerkingen dragen bij aan het creëren van een corrosiewerende bescherming van het metaal, waardoor het materiaal een verkoopbaar uiterlijk krijgt.

Kennis van de aard van het fenomeen is van grote hulp bij het hoogwaardig verlijmen van verschillende materialen en het duurzaam lassen ervan. Met de deelname van adhesie worden metalen gecoat met oxidefilms die presteren beschermende functies... Het effect vindt toepassing in de productie concrete werken- in situaties waar het niet mogelijk is om het object direct volledig in beton te storten. Bij het bijvullen, twee betonnen voet met elkaar een zogenaamde koude verbinding vormen, wat de sterkte-eigenschappen van de verbinding negatief beïnvloedt. Hechting wordt ook aanbevolen voor toepassingen waarbij het nodig is om het beton van de stalen mal te scheiden. Het is gewoon onmogelijk om deze bewerking op een andere manier uit te voeren. Het gebruik van adhesie maakt het mogelijk om oppervlaktedefecten succesvol aan te pakken Afgemaakte producten gemaakt van beton.

cementmortels

De indeling van lijmmortels met deelname van cement in de klassen C1 en C2 is gebaseerd op de beoordeling van de hechtingsgraad van de mortel op de ondergrond na uitharding. Volgens de vereisten van Europese kwaliteitsnormen moet de hechting van de C1-klasse lijmoplossing aan de basis meer dan 0,5 MPa zijn, terwijl voor cement lijm oplossing klasse C2, de waarde ervan is niet minder dan 1,0 MPa. Het verschil tussen de twee klassen van mortels wordt dus bepaald door de hechtsterkte.

Methoden voor het bepalen van hechting

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

• schilferen;
• rooster bezuinigingen;
• roostersneden met een omgekeerde impact;
• parallelle incisies.

Adhesie in de metallurgie

Tijdens adhesie blijft de fasegrens tussen de lichamen behouden. De hechting van metalen komt tot uiting wanneer de coagulatie van niet-metalen insluitsels in de samenstelling van vloeibare metalen en legeringen wordt uitgevoerd. Adhesie bevordert de vergroting van niet-metalen insluitsels, wat verder leidt tot hun verwijdering van het metaal in de slak.

Het effect van hechting 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 een goede hechting plaats);
• voorwaarden scheppen voor het verwijderen van niet-metalen insluitsels uit het metaal in een situatie waarin deze insluitsels niet voldoende worden bevochtigd door de metallische smelt (in dit geval is de hechtingswaarde laag).

Bij koudlassen worden bijna alle harde metalen in ductiele toestand onder druk gebonden. Hechting ligt ten grondslag aan de hechting aan het metaal van galvanische, oxide-, sulfidecoatings, die op het metaaloppervlak worden aangebracht om producten tegen corrosie te beschermen. De hechting van de coating zorgt voor een betrouwbare hechting van dergelijke verbindingen op het oppervlak van metalen. Het heeft zijn toepassing gevonden in de poedermetallurgie, wanneer producten worden gevormd en gesinterd uit metaalpoeders.

De hechting van materialen wordt veel gebruikt in gevallen waar het nodig is om te solderen, te vertinnen, te verzinken, een verscheidenheid aan lakwerk... Het maken van verschillende composietmaterialen kan niet zonder. Bij de vervaardiging van dergelijke materialen komen deeltjes van elke stof in contact met de legeringsbasis. Het effect neemt toe bij aanwezigheid van een elektrische lading op de oppervlakken van lichamen, wat het mogelijk maakt om bij verbinding een donor-acceptorbinding te vormen. Adhesie wordt ook verbeterd bij het uitvoeren van chemische reiniging te verbinden oppervlakken. Voor deze doeleinden worden ontvetten, evacuatie, ionenbombardement, blootstelling aan elektromagnetische straling gebruikt.

Adhesiepromotor

Wanneer het voertuig in gebruik is, worden de poriën kleinste maten op het oppervlak van de verflaag en polymeerdelen zijn verstopt met resten van stof, harsen, autochemie. Als gevolg hiervan mislukt een poging om iets op een onderdeel te lijmen vaak vanwege een slechte hechting aan het oppervlak. Ontvetten verwijdert niet alle vervuiling. Hechtingsbevorderaar ontworpen voor gebruik bij de voorbereiding van het oppervlak 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 maakt het mogelijk om te garanderen dat de verlijming betrouwbaar zal zijn en dat de materialen langdurig kunnen worden gebruikt. Hoge hechting verstrekt door de activator is de reden voor de grote vraag ernaar.