Verhoogde hechting wat. Lijmsystemen en hechting in de tandheelkunde

Dankzij de ontwikkeling van nieuwe technologieën in de tandheelkunde hebben we vandaag de mogelijkheid om de integriteit en functionaliteit van beschadigde en rotte tanden snel, efficiënt en voor een lange tijd te herstellen. Lijmsystemen zorgen voor een betrouwbare fixatie van vullingen en kunstmatige prothetische structuren.

In dit artikel zullen we kijken naar wat adhesie is in de tandheelkunde en hoe het werkt in dienst van een mooie en gezonde glimlach.

Adhesie - wat is het?

Over het algemeen is het woord "lijm" in vertaling van in Engels betekent "klevende substantie, plakken". Deze "lijm" wordt in de tandheelkunde gebruikt om materialen van verschillende samenstelling met het tandweefsel te verbinden (verwar adhesie en cohesie niet - dit is een fysieke term).

Op zichzelf heeft het vulmateriaal geen chemische hechting, dat wil zeggen het vermogen om aan natuurlijk vochtig dentine te hechten, dus hier is een "bemiddelaar" nodig die zorgt voor de betrouwbare hechting van twee ongelijke weefsels. Tijdens polymerisatie krimpt het composietmateriaal, dus als er geen lijmsystemen worden gebruikt, de juiste kwaliteit hechting kan niet worden bereikt. En dit is een directe weg naar de ontwikkeling van herhaalde cariës of zelfs onder een vulling.

“Ik maak me al sinds mijn kindertijd zorgen over mijn diasteem, . Zo'n 5 jaar geleden hoorde ik dat er zo'n techniek bestaat als adhesieve reconstructie van tanden, waarbij geen pijnlijk knarsen nodig is en het materiaal letterlijk "plakt" aan de tanden. De arts poetste eenvoudig het glazuur van de voortanden en bedekte de onaantrekkelijke opening in lagen met een composiet. Het glazuur bleef intact en de glimlach werd opener.

Elena Salnikova, recensie op de website van een van de tandheelkunde in Moskou

Innovatieve lichtuithardende lijmsystemen worden gebruikt voor het vullen van tanden met composieten, voor het bevestigen van bruggen, maar ook voor het installeren van beugels, fineren, skyces.

Classificatie van lijmsystemen

In wezen wordt de samenstelling van het lijmsysteem weergegeven door een groep vloeistoffen van de etscomponent, de binding en de primer. Samen zorgen ze voor micromechanische verbindingen tussen kunstmatige materialen en tandweefsels.

Omdat de structuur van glazuur en dentine heterogeen is, zijn de adhesieve systemen die daarvoor worden gebruikt ook verschillend. Bij de classificatie van adhesieve systemen worden de opties apart onderscheiden voor glazuur en apart voor dentine.

Moderne lijmsystemen verschillen in de volgende kenmerken:

• het aantal componenten dat in hun samenstelling is opgenomen (1, 2 en meer),
• vulstofgehalte: als zuur aanwezig is, is het een zelfetsend lijmsysteem,
• uithardingsmethode: zelfuithardend, lichtuithardend en duaal uithardend.

Dus in de samenstelling van emailkleefstoffen - laagviskeuze monomeren van composietmaterialen. Belangrijk punt is dat glazuurlijmen niet werken op dentine. Daarom is het belangrijk om ofwel isolerende pads voor het harde deel van de tand te plaatsen, ofwel een speciale dentinelijm te gebruiken - een primer.

Wat zijn de soorten hechting?

Er zijn verschillende soorten hechting: mechanisch, chemisch en combinaties daarvan. De eenvoudigste is mechanisch. De essentie van het systeem is het creëren van micromechanische verbindingen tussen de componenten van het materiaal en het ruwe oppervlak van de tand. Voorzien van hoge kwaliteit hechting, voordat de lijm wordt aangebracht, worden de natuurlijke microholten op het oppervlak van de tandweefsels grondig gedroogd.

Interessant! Dr. Buoncore ontdekte 63 jaar geleden dat fosforzuur het tandglazuur opruwt. Dit helpt de hechting van het composiet aan het tandweefsel te verbeteren. Verscheen meer dan een halve eeuw geleden, werd de techniek van het etsen van tandglazuur met zuur de basis voor moderne adhesieve restauratieve methoden.

De chemische versie van de koppeling is gebaseerd op de chemische binding samengesteld materiaal met glazuur en dentine. Alleen glasionomeercementen hebben dit type hechting. Andere materialen die door tandartsen worden gebruikt, hebben alleen mechanische hechting.

Hoe "kleeft" het composiet aan het glazuuroppervlak?

Zoals hierboven opgemerkt, verschillen in de tandheelkunde de mechanismen van hechting aan glazuur en dentine. De beschermende buitenste schil van de tanden verandert onder invloed van zuren. Als we het glazuur na zuuretsen onder een microscoop onderzoeken, lijkt het op een honingraat. Het zuur werkt in dit geval om de binding met het composiet te versterken. Hierdoor dringen viskeuze hydrofobe lijmen gemakkelijker door in diepere glazuurlagen en zorgen ze voor een sterke hechting aan het composiet.

Interessant! Email wordt beschouwd als het hardste weefsel in ons lichaam. Het bevat de grootste hoeveelheid anorganische stoffen - ongeveer 97%. De overige 2% is water, 1% is organisch materiaal.

Hoe glazuur wordt geëtst

Bij deze behandelmethode wordt een deel van de 10 micronewton (µN) laag van het glazuur verwijderd. Dientengevolge verschijnen er poriën met een diepte van 5-50 μN op het oppervlak. Vaak wordt glazuur gesmeerd met fosforzuur voor het etsen, maar organische zuren kunnen worden gebruikt voor dentine, maar in een lage concentratie.

Het etsproces duurt 30 tot 60 seconden. Doorslaggevend zijn de individuele kenmerken van de structuur van het glazuuroppervlak, in het bijzonder de initiële porositeit. Als het zuur overbelicht wordt, zal dit onvermijdelijk de structuur van het glazuur aantasten en de hechting verzwakken. Dus als de tandweefsels van de patiënt nogal zwak zijn, mag het etsen niet langer dan 15 seconden duren. Het zuur wordt verwijderd met een waterstraal en gedurende dezelfde tijd als het op het glazuur wordt gehouden.

Hoe hecht het composiet aan het dentineoppervlak?

De eigenschappen van dentine zijn zodanig dat de buitenste laag vochtig is. De vloeistof in dit deel van de tand wordt snel bijgewerkt, dus het is erg moeilijk om het te drogen. En zodat vocht de kwaliteit van de hechting van dentine aan het composiet niet aantast, worden speciale watercompatibele (wetenschappelijk - hydrofiele) systemen gebruikt. Ook wordt de hechtsterkte direct beïnvloed door de zogenaamde "smeerlaag", die ontstaat als gevolg van instrumentele bewerking van dentine. Er zijn 2 benaderingen voor het gebruik van koppelingsmechanismen:

• de smeerlaag is geïmpregneerd met watercompatibele stoffen,
• de uitgesmeerde laag wordt kunstmatig opgelost en afgeschraapt.

Het is vermeldenswaard dat de laatste methode, waarbij overtollige microdeeltjes van het oppervlak van het glazuur worden verwijderd, nu veel vaker wordt gebruikt dan de eerste.

Hoe dentine wordt vergiftigd?

De Japanse tandarts Fuzayama 39 jaar geleden was de eerste in de geschiedenis die de dentine-etstechniek toepaste. Tegenwoordig worden vóór de procedure speciale conditioners aangebracht op de weefsels van de tanden - ze helpen hydrofiele stoffen om dieper in de dentineweefsels door te dringen en zich te hechten aan het waterafstotende composiet. Tegelijkertijd gaat de uitgesmeerde laag gedeeltelijk weg, gaan de dentinale tubuli open en minerale zouten. Daarna worden de conditioners afgewassen met water. Vervolgens komt de droogfase, en het belangrijkste is om het niet te overdrijven, anders zal het de grip beïnvloeden.

Vervolgens wordt een primer aangebracht, die de hydrofiele stoffen helpt in de tubuli te komen en zich aan de collageenvezels te hechten. Hierdoor wordt een soort hybride laag gevormd, die bijdraagt ​​aan een goede hechting van het composiet aan het dentine. Het dient ook als een barrière tegen het binnendringen van chemicaliën en microben in de interne structuren van de tand.

Lijmsystemen voor emaille

Als we het over glazuur hebben, dan wordt hier hechting gegeven op basis van micromechanische koppeling. Hiervoor worden hydrofobe vloeistoffen gebruikt, deze zullen echter niet de nodige "kleefkracht" geven aan nat dentine, daarom wordt ook een primer gebruikt. De verwerking van glazuurlijmen met een ééncomponentige samenstelling is gebaseerd op de volgende stappen:

1. het glazuur etsen met fosforzuur - ongeveer een halve minuut,
2. het verwijderen van de etsgel met een waterstraal,
3. email drogen,
4. verbinding in dezelfde verhouding van de stoffen van het lijmsysteem,
5. inbrengen van een lijm in de tandholte met een applicator,
6. egaliseren met een luchtstraal.

Pas na het uitvoeren van alle bovenstaande manipulaties, introduceert de arts het composietmateriaal.

Lijmsystemen van verschillende generaties in de klinische tandheelkunde

Tot op heden zijn 7 generaties lijmsystemen bekend. Tegenwoordig gebruiken tandartsen al vanaf de 4e generatie systemen die ons helpen ons gebit heel en gezond te houden gedurende ons hele leven. Ze bevatten 3 componenten: conditioner + primer + lijm. Maar de innovatieve 6e en 7e generatie met eentrapsmedicijnen zijn helaas nog niet wijdverbreid.

Interessant is dat veel experts praten over de primaire rol van glazuuradhesie, maar dentineadhesie komt op de tweede plaats. Uitgevoerde laboratoriumonderzoeken geven ook aan dat het alcoholprotocol van adhesie tegenwoordig de maximale efficiëntie aantoont. Ethanol helpt pijn en gevoeligheid na de procedure te elimineren. Bovendien is er bij gebruik van dit type adhesieprotocol minder lekkage van dentinevloeistof. In elke individuele situatie beslist de arts echter zelf aan welk protocol en welk adhesief systeem de voorkeur wordt gegeven in de bestaande klinische omstandigheden.

1 Protocollen voor het gebruik van lijmen Popova A.O., Ignatova V.A. - 4e jaars studenten van de Faculteit der Tandheelkunde.

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

De term adhesie, vertaald uit het Latijn, betekent "plakken" en kenmerkt de adhesie-eigenschap van de oppervlakken van vaste of vloeibare lichamen. Heel vaak de kenmerken bouwverbindingen, gebruikt voor pleister- en schilderwerkzaamheden, worden beoordeeld op hechtende eigenschappen.

Het verlijmen 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-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 zonder vernietiging kan worden verwijderd. Adhesie - alleen de bovenste lagen van materialen plakken. Als het proces in de lichamen doordringt, 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:

• lakmaterialen, omdat het zorgt voor grip en retentie;
• 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 hechting van het vulmateriaal en de tand noodzakelijk om deze te waarborgen 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 op 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 de deelname 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 schilderen of lakken van verschillende materialen.

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

Sluit bovendien aandoeningen uit die agnesia verergeren. 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 de 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.

Testtesten worden uitgevoerd met een hechtingsmeter volgens internationale en nationale methoden die voor elke vernietigingsmethode zijn ontwikkeld.

Adhesiemeting: lakwerk uitgevoerd volgens de internationale norm ISO 2409 "Method of lattice cuts" door het apparaat Adhesimeter RN.

Binnenlandse GOST 15140-78 stelt methoden vast voor het bepalen van de hechting in lak 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 materialen die in contact komen vaak worden aangetroffen, heterogeen in beide chemische samenstelling, en op het gebied van onderwijs.

Hechtingsmeters voor het bepalen van externe kracht 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:

Definitie van het begrip adhesie. Classificatie van adhesieve verbindingen in de tandheelkunde. Mechanismen voor de vorming van adhesieve verbindingen. Voorwaarden voor de vorming en aard van de vernietiging van lijmverbindingen.

Adhesie- dit is een fenomeen dat optreedt wanneer ongelijksoortige materialen in nauw contact met elkaar worden gebracht, voor de scheiding waarvan het nodig is om kracht uit te oefenen. Wanneer twee materialen zo nauw met elkaar in contact worden gebracht dat hun monomoleculaire oppervlaktelagen kunnen interageren, gaan de moleculen van de ene stof op een bepaalde manier in wisselwerking met de moleculen van de andere, waardoor wederzijdse aantrekkingskracht ontstaat. De krachten van deze aantrekkingskracht worden genoemd adhesiekrachten of adhesieve krachten. in tegenstelling tot cohesiekrachten(cohesiekrachten), die de onderlinge aantrekkingskracht van de moleculen van dezelfde stof in zijn volume bepalen.

Het materiaal of de laag die wordt aangebracht om een ​​lijmverbinding te vormen, wordt een lijm genoemd. Het materiaal waarop de lijm wordt aangebracht, wordt de ondergrond genoemd.

Hechting wordt gevonden in vele toepassingen van restauratieve materialen in de tandheelkunde. Bijvoorbeeld bij het verbinden van een vulling met de wanden van een tandholte, afdichtmiddel en vernis met tandglazuur. Bij het bevestigen van een vast kunstgebit met cement. In de orthodontie worden beugels aan het oppervlak van de tanden bevestigd volgens de principes van adhesie. Hechting is ook aanwezig bij gecombineerde prothesen, waarbij ze esthetische en functionele eigenschappen aan de restauratie willen geven, namelijk bij gebruik van porselein en metaal in keramisch-metaalprothesen, kunststof en metaal in metaal-kunststofprothesen.

Schema 3.1 toont de classificatie van adhesieve verbindingen die in de tandheelkunde worden gebruikt.

Schema 3.1. Classificatie van soorten adhesieve verbindingen in de tandheelkunde

Benadrukt moet worden dat er een significant verschil is tussen de adhesieve verbindingen van restauratiematerialen met weefsels van een levend organisme en verbindingen van ongelijksoortige materialen die worden gebruikt in kunstgebitten.

Er zijn verschillende mechanismen voor de vorming van een lijmverbinding vanwege verschillende soorten lijmverbindingen (de classificatie van soorten lijmverbindingen wordt gegeven in Schema 3.2).

Mechanische hechting bestaat uit het vastklemmen van de lijm in de poriën of oppervlakte-onregelmatigheden van de ondergrond. Het kan op microscopisch niveau optreden, zoals in het geval van het hechten van een polymeer aan geëtst tandglazuur, of op macroniveau, wanneer een plastic fineer wordt aangebracht op het oppervlak van een metalen frame met speciale grepen. goed voorbeeld mechanische hechting kan de fixatie zijn van een vast kunstgebit met een anorganisch cement, zoals zinkfosfaatcement.

Een sterkere en betrouwbaardere verbinding kan worden bereikt door middel van chemische hechting. Het is gebaseerd op de chemische interactie van twee materialen of fasen die samen een lijmverbinding vormen. Dit type hechting is inherent aan waterige cementen op polyacryl

Schema 3.2. Soorten lijmverbindingen*

zuur, waarin zich functionele groepen bevinden die een chemische verbinding kunnen vormen met harde tandweefsels, voornamelijk met calciumhydroxylapatiet.

Een diffusiebinding wordt gevormd als gevolg van de penetratie van de structurele fase of componenten van het ene materiaal in het oppervlak van een ander met de vorming van een "hybride" laag, die beide fasen bevat.

In de praktijk is het moeilijk om een ​​geval van een lijmverbinding te vinden waarin een van de opgesomde hechtingsmechanismen in zuivere vorm zou worden gepresenteerd. In de meeste gevallen is er bij het gebruik van materialen van verschillende chemische aard voor tandrestauratie een adhesieve interactie van mechanische, diffusie en chemische aard.

Voorwaarden voor het maken van een sterke lijmverbinding:

1. De reinheid van het oppervlak waarop de lijm wordt aangebracht. Het oppervlak van de ondergrond moet vrij zijn van stof, vreemde deeltjes, monolagen van geadsorbeerd vocht en andere verontreinigingen.

2. Penetratie (penetratie) van de vloeibare lijm in het oppervlak van de ondergrond. Penetratie hangt af van het vermogen van de lijm om het oppervlak van de ondergrond nat te maken.

Bevochtiging kenmerkt het vermogen van een vloeibare druppel om zich op een vast oppervlak te verspreiden. Een maat voor bevochtiging is de contacthoek van bevochtiging (Θ), die wordt gevormd tussen de oppervlakken van vloeibare en vaste lichamen op hun grensvlak (Fig. 3.1).

*Gebaseerd op WJ-classificatie. O "Brien "Tandmaterialen en hun selectie", Quintessence Publ. Co., Inc, 3e druk, blz. 66.

Rijst. 3.1. contact hoek

Bij volledige bevochtiging is de contacthoek 0°. Kleine waarden van de contacthoek kenmerken een goede bevochtiging. Bij slechte bevochtiging is de contacthoek groter dan 90°. Een goede bevochtiging bevordert de capillaire penetratie en duidt op een sterke onderlinge aantrekking van moleculen op de oppervlakken van de vloeibare lijm en de vaste ondergrond.

De vorming van sterke chemische bindingen aan het grensvlak zal het aantal bevestigingsplaatsen van het ene materiaal aan het andere aanzienlijk vergroten. Aangenomen wordt dat dit precies is wat er gebeurt tussen porseleinfineer en tinoxide dat wordt afgezet op het oppervlak van legeringen met een hoog gehalte aan edelmetalen.

3. Minimale krimp en minimale inwendige spanningen tijdens het uitharden (uitharden) van de lijm op het oppervlak van de ondergrond.

4. Minimale mogelijke thermische spanningen. Als de lijm en de ondergrond verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten hebben, zal de lijmlijn bij verhitting van deze verbinding onder spanning komen te staan. Zo wordt bij het bakken van porselein een porseleinen fineer op een metalen frame aangebracht hoge temperatuur, en vervolgens werd de keramiek-metaalprothese afgekoeld tot kamertemperatuur. Als voor dit paar materialen met vergelijkbare thermische uitzettingscoëfficiënten worden gekozen, zullen de spanningen die in dit geval in de porseleinlaag ontstaan ​​minimaal zijn.

5. Mogelijk effect van een corrosieve omgeving. De aanwezigheid van water, bijtende vloeistoffen of dampen leidt vaak tot een slechte hechting. De omgeving van de mondholte met zijn hoge luchtvochtigheid, de aanwezigheid van speeksel, voedselproducten, variabele pH, variabele temperatuur en de aanwezigheid van microflora wordt erkend als agressief. Dit heeft een grote impact op de betrouwbaarheid en duurzaamheid van lijmverbindingen van restauratiematerialen in de mondholte.

Hechting wordt meestal beoordeeld aan de hand van de waarde van de kleefkracht, d.w.z. weerstand tegen vernietiging van de lijmverbinding. Zoals uit de definitie van hechting volgt, is het voldoende om de uitgeoefende kracht te meten om de materialen waaruit het lijmpaar bestaat te scheiden om de sterkte van deze verbinding te bepalen. Het is echter niet zo eenvoudig om te bereiken dat de gemeten scheidingskracht van het gelijmde paar numeriek precies overeenkomt met de kleefkracht. Daarom zijn er zoveel methoden voorgesteld voor het meten van verschillende adhesieve verbindingen die in de tandheelkunde worden gebruikt. Met alle verschillende opties bevatten ze slechts drie faalmechanismen: in trek, afschuiving en ongelijkmatige scheiding.

Bij het testen van een lijmverbinding moet gelet worden op de aard van de vernietiging. Er zijn lijm (lijmscheiding) en samenhangende vernietiging. Het is duidelijk dat het breukvlak door de zwakste schakel van de verbinding gaat.

Adhesie is de binding tussen ongelijke oppervlakken die met elkaar in contact worden gebracht. Redenen voor het optreden van een adhesieve binding - de werking van intermoleculaire krachten of krachten chemische interactie. Adhesie bepaalt lijmenvaste stoffen - substraten- met lijm Zelfklevend, evenals de verbinding van een beschermende of decoratieve lak met de basis. Hechting speelt ook een belangrijke rol in het droge wrijvingsproces. In het geval van dezelfde aard van de contactvlakken, moet men spreken van autohesia (autohesion), die ten grondslag ligt aan veel recyclingprocessen polymeer materialen. Met langdurig contact van identieke oppervlakken en de vestiging in de contactzone van een structuur die kenmerkend is voor elk punt in het volume van het lichaam, nadert de sterkte van de autohesieve verbinding cohesiesterkte van het materiaal(cm. samenhang).

Op de interface twee vloeistoffen of een vloeistof en een vast lichaam, kan de hechting een extreem hoge waarde bereiken, aangezien het contact tussen de oppervlakken in dit geval volledig is. Adhesie van twee vaste stoffen vanwege oneffen oppervlakken en contact alleen op bepaalde punten, is het in de regel klein. maar hoge hechting; kan ook in dit geval worden bereikt, wanneer de oppervlaktelagen van de contactlichamen zich in een plastische of zeer elastische toestand bevinden en met voldoende kracht tegen elkaar worden gedrukt.

Hechting van vloeistof aan vloeistof of vloeistof aan vaste stof

Vanuit het oogpunt van thermodynamica is de oorzaak van adhesie een afname van vrije energie per oppervlakte-eenheid van de adhesieverbinding in een isotherm omkeerbaar proces. Werk van omkeerbare lijmloslating W a bepaald uit vergelijkingen:

W a \u003d σ 1 + σ 2 - σ 12

waar 1 En σ2 zijn respectievelijk de oppervlaktespanning aan de fasegrens 1 En 2 van omgeving(lucht) en σ 12- oppervlaktespanning aan de fasegrens 1 En 2 waartussen hechting plaatsvindt.

De adhesiewaarde van twee niet-mengbare vloeistoffen kan worden gevonden in de bovenstaande vergelijking door de gemakkelijk te bepalen waarden 1 , σ2 En σ 12. Vice versa, adhesie van een vloeistof op een vast oppervlak, vanwege de onmogelijkheid om direct te bepalen 1 star lichaam, kan alleen indirect worden berekend met de formule:

W a = σ 2 (1 + cos ϴ)

waar σ2 En ϴ - meetwaarden van respectievelijk de oppervlaktespanning van de vloeistof en de evenwichtsbevochtigingshoek gevormd door de vloeistof met het oppervlak van de vaste stof. Vanwege de bevochtigingshysterese, die geen nauwkeurige bepaling van de contacthoek mogelijk maakt, worden gewoonlijk slechts zeer benaderende waarden uit deze vergelijking verkregen. Bovendien kan deze vergelijking niet worden gebruikt in het geval van volledige bevochtiging, wanneer cos ϴ = 1 .

Beide vergelijkingen, toepasbaar in het geval dat ten minste één fase vloeibaar is, zijn volledig onbruikbaar voor het beoordelen van de sterkte van de lijmverbinding tussen twee vaste stoffen, aangezien in het laatste geval de vernietiging van de lijmverbinding gepaard gaat met verschillende soorten onomkeerbare verschijnselen om verschillende redenen: inelastische vervormingen Zelfklevend En substraat, de vorming van een dubbele elektrische laag in het gebied van de lijmverbinding, het scheuren van macromoleculen, het "uittrekken" van de diffuse uiteinden van de macromoleculen van het ene polymeer uit de laag van het andere, enz.

Hechting van polymeren aan elkaar en aan niet-polymere substraten

Bijna allemaal in de praktijk gebruikt lijmen zijn polymeersystemen of ontstaan ​​als gevolg van chemische transformaties die optreden na het aanbrengen van de lijm op de te verlijmen oppervlakken. NAAR niet-polymeer lijmen alleen anorganische stoffen zoals cement en soldeer kunnen worden toegeschreven.

Methoden voor het bepalen van adhesie en autohesie:

1. De methode van gelijktijdige scheiding van het ene deel van de lijmverbinding van het andere over het gehele contactgebied;
2. De methode van geleidelijke delaminatie van de lijmverbinding.

Bij de eerste methode kan de breukbelasting worden uitgeoefend in een richting loodrecht op het contactvlak van de oppervlakken (afpeltest) of parallel daaraan (afschuiftest). De verhouding van de kracht die wordt overwonnen met gelijktijdige scheiding over het gehele contactgebied tot het gebied wordt genoemd lijmdruk , adhesiedruk of adhesiesterkte: (n / m 2, dyn / cm 2, kgf / cm 2). Pull-off methode: geeft de meest directe en nauwkeurige eigenschap van de sterkte van de lijmverbinding, maar het gebruik ervan gaat gepaard met enkele experimentele problemen, met name de noodzaak van een strikt gecentreerde toepassing van de belasting op het testmonster en het zorgen voor een uniforme verdeling van spanningen over de lijmverbinding.

De verhouding van de krachten die worden overwonnen tijdens geleidelijke delaminatie van het monster tot de breedte van het monster wordt genoemd schilweerstand: of schilweerstand: (n/m, dyn/cm, gf/cm); vaak wordt de hechting bepaald tijdens delaminatie gekenmerkt door het werk dat moet worden besteed aan het scheiden van de lijm van de ondergrond (j / m 2, erg / cm 2) (1 j / m 2 \u003d 1 n / m, 1 erg / cm 2 \u003d 1 dyn / cm).

Bepaling van hechting door delaminatie het is geschikter in het geval van het meten van de sterkte van de verbinding tussen een dunne flexibele film en een vast substraat, wanneer, onder bedrijfsomstandigheden, het afpellen van de film in de regel plaatsvindt vanaf de randen door de scheur langzaam te verdiepen. Bij hechting van twee stijve vaste lichamen is de afscheurmethode meer indicatief, omdat in dit geval, wanneer er voldoende kracht wordt uitgeoefend, bijna gelijktijdige afscheuring kan optreden over het gehele contactoppervlak.

Adhesiemeter

Hechting en autohesie tijdens afpel-, afschuif- en delaminatietests kunnen worden bepaald op conventionele of speciale rollenbanken. Om een ​​volledig contact tussen de lijm en het substraat te garanderen, wordt de lijm gebruikt in de vorm van een smelt, een oplossing in een vluchtig oplosmiddel of die polymeriseert wanneer een lijmverbinding wordt gevormd. Tijdens het uitharden, drogen en polymeriseren krimpt de lijm echter typisch, wat resulteert in tangentiële spanningen op het grensvlak die de lijmverbinding verzwakken.

Deze spanningen kunnen grotendeels worden geëlimineerd:

• de introductie van vulstoffen, weekmakers in de lijm,
• in sommige gevallen warmtebehandeling van de lijmverbinding.

De sterkte van de lijmverbinding die tijdens de test wordt bepaald, kan aanzienlijk worden beïnvloed door:

• afmetingen en ontwerp van het testexemplaar (als gevolg van de werking van de zg. randeffect),
• dikte van de lijmlaag,
• verleden van lijmverbindingen
• en andere factoren.

Over waarden adhesiesterkte: of autohesie, kunnen we natuurlijk alleen zeggen in het geval dat de vernietiging plaatsvindt langs de grensvlak (adhesie) of in het vlak van het eerste contact (autohesie). Wanneer het monster wordt vernietigd door de lijm, kenmerken de verkregen waarden cohesiesterkte van het polymeer. Sommige wetenschappers zijn echter van mening dat alleen cohesief falen van een lijmverbinding mogelijk is. De waargenomen adhesieve aard van de vernietiging is volgens hen slechts schijn, aangezien visuele observatie of zelfs observatie met een optische microscoop ons niet in staat stelt om de resterende dunste laag Zelfklevend. Echter, in De laatste tijd Zowel theoretisch als experimenteel werd aangetoond dat de vernietiging van een lijmverbinding van de meest uiteenlopende aard kan zijn: adhesief, cohesief, gemengd en micromozaïek.

Voor methoden om de sterkte van een lijmverbinding te bepalen, zie: testen van verven en vernissen enbedekt.

Theorieën van adhesie

Mechanische hechting:

Volgens dit concept vindt hechting plaats als gevolg van: vloei van lijm in de poriën en scheuren van het oppervlak van de ondergrond en daaropvolgende uitharding van de lijm; als de poriën zijn onregelmatige vorm en vooral als ze vanaf het oppervlak uitzetten in de diepten van het substraat, vormen ze als het ware "klinknagels" bindende lijm en ondergrond. Uiteraard moet de lijm hard genoeg zijn zodat de "klinknagels" niet uit de poriën en spleten glippen waarin het instroomt. Mechanische hechting is ook mogelijkin het geval van een ondergrond doordrongen van een systeem van doorgaande poriën. Een dergelijke structuur is bijvoorbeeld typisch voor weefsels.Ten slotte komt het derde geval van mechanische hechting neer op het feit dat de villi die zich op het oppervlak van de stof bevinden, na het aanbrengen en uitharden van de lijm, stevig in de lijm zijn verankerd.

Hoewel mechanische hechting: in sommige gevallen speelt het zeker een belangrijke rol, alleen kan het volgens de meeste onderzoekers niet alle gevallen van lijmen verklaren, omdat ze goed en volledig kunnen plakken gladde oppervlakken zonder poriën of scheuren.

Moleculaire theorie van adhesie

Debroyne, hechting is te wijten aan de actie van der Waals krachten(dispersiekrachten, interactiekrachten tussen constante of tussen constante en geïnduceerde dipolen), interactie - dipool of onderwijs. Debroyn staafde zijn adhesietheorie met de volgende feiten:

1. Dezelfde lijm kan verschillende materialen binden;
2. Chemische interactie tussen de lijm en de ondergrond is vanwege hun doorgaans inerte karakter onwaarschijnlijk.

Debroyn heeft een bekende regel: sterke connecties gevormd tussen de lijm en het substraat, sluiten in polariteit. In toepassing op polymeren moleculaire (of adsorptie) theorie ontwikkeld in de maak McLaren. De hechting van polymeren volgens McLaren kan worden onderverdeeld in twee fasen:

1. migratie van grote moleculen uit een oplossing of smelt van een lijm naar het oppervlak van een substraat als gevolg van Brownse beweging; terwijl de polaire groepen of groepen die een waterstofbinding kunnen vormen de overeenkomstige groep van het substraat benaderen;
2. totstandbrenging van een adsorptie-evenwicht.

Wanneer de afstand tussen de lijm- en substraatmoleculen kleiner is 0,5 nm van der Waals-troepen beginnen in te grijpen.

Volgens McLaren hebben polymeren in de amorfe toestand een grotere hechting dan in de kristallijne toestand. Om ervoor te zorgen dat de actieve plaatsen van het kleefmiddelmolecuul contact blijven maken met de actieve plaatsen van het substraat wanneer de kleefstofoplossing opdroogt, wat altijd gepaard gaat met krimp, moet de kleefstof een voldoende laag gehalte hebben. Aan de andere kant moet hij bepaalde trek- of schuifsterkte. Dat is waarom lijm viscositeit: mag niet te klein zijn, maar de mate van polymerisatie moet binnen liggen 50-300 . Bij lagere polymerisatiegraden is de hechting laag als gevolg van kettingslip, en bij hogere graden is de lijm te hard en te stijf en is de adsorptie van zijn moleculen door het substraat moeilijk. De lijm moet ook bepaalde diëlektrische eigenschappen (polariteit) hebben die overeenkomen met dezelfde eigenschappen van het substraat. beste maatregel polariteit McLaren houdt rekening met de waarde 2 /ε, waar μ is het dipoolmoment van het stofmolecuul, en ε - de diëlektrische constante.

Volgens McLaren is adhesie dus een puur oppervlakteproces vanwege: adsorptie bepaalde delen van de adhesieve moleculen op het oppervlak van het substraat. McLaren bewijst de juistheid van zijn ideeën door de invloed van een aantal factoren op de adhesie (temperatuur, polariteit, aard, grootte en vorm van adhesieve moleculen, enz.). McLaren heeft afhankelijkheden afgeleid die adhesie kwantitatief beschrijven. Bijvoorbeeld voor polymeren die carboxylgroepen, bleek dat de sterkte van de lijmverbinding (MAAR ) hangt af van de concentratie van deze groepen:

A=k[COOH] N

waar [UNSD]- concentratie van carboxylgroepen in het polymeer; k En N - constanten.

Het bleef lange tijd onduidelijk of intermoleculaire krachten voor de experimenteel waargenomen adhesie konden zorgen.

• Ten eerste werd aangetoond dat wanneer een polymeerkleefstof van het substraatoppervlak wordt afgepeld, er meerdere ordes van grootte hoger worden gewerkt dan nodig is om de krachten van intermoleculaire interactie te overwinnen.
• Ten tweede hebben een aantal onderzoekers de afhankelijkheid van het adhesiewerk ontdekt van de afpelsnelheid van de polymeerlijm, terwijl als de adsorptietheorie correct is, dit werk, zo lijkt het, niet zou moeten afhangen van de snelheid van uitzetting van de oppervlakken in contact.

Recente theoretische berekeningen hebben echter aangetoond dat intermoleculaire krachten de experimenteel waargenomen sterkte van de adhesieve interactie kunnen verschaffen, zelfs in het geval van een niet-polaire adhesief en substraat. Discrepantie tussen de arbeid die wordt geleverd aan het schillen en de arbeid die wordt geleverd tegen de werking van de adhesiekrachten in, wordt verklaard door het feit dat de eerste ook het werk van vervorming van de lijmverbindingselementen omvat. Eindelijk, afhankelijkheid van het werk van adhesie op de snelheid van delaminatie kan bevredigend worden geïnterpreteerd als we de concepten die de afhankelijkheid van de cohesiesterkte van het materiaal op de reksnelheid verklaren, tot dit geval uitbreiden door de invloed van thermische fluctuaties op de afbraak van bindingen en relaxatieverschijnselen.

Elektrische theorie van adhesie

De auteurs van deze theorie zijn: Deryagin En Krotov. Later werden soortgelijke opvattingen ontwikkeld Vilder met medewerkers (VS). Deryagin en Krotova baseren hun theorie op het fenomeen van contactelektrificatie, die optreedt wanneer twee diëlektrica of een metaal en een diëlektricum in nauw contact komen. De belangrijkste principes van deze theorie zijn dat het systeem zelfklevend substraat wordt geïdentificeerd met de condensator, en de dubbele elektrische laag, die optreedt wanneer twee ongelijke oppervlakken in contact komen, met de condensatorplaten. Wanneer de lijm loslaat van de ondergrond, of, wat hetzelfde is, wanneer de condensatorplaten uit elkaar bewegen, ontstaat er een verschil elektrische potentialen, die toeneemt met een toename van de opening tussen de glijvlakken tot een bepaalde limiet, wanneer de ontlading plaatsvindt. Het werk van adhesie kan in dit geval worden gelijkgesteld aan de energie van de condensator en bepaald door de vergelijking (in het CGS-systeem):

Wa = 2πσ 2 H/ε een

waar σ - oppervlaktedichtheid van elektrische ladingen; H - afvoerspleet (spleetdikte tussen platen); ε een is de absolute permittiviteit van het medium.

Bij langzame scheiding hebben de ladingen de tijd om grotendeels uit de condensatorplaten te lopen. Als gevolg hiervan heeft de neutralisatie van de initiële ladingen tijd om te eindigen met een kleine verdunning van de oppervlakken en wordt er weinig werk besteed aan de vernietiging van de lijmverbinding. Door de snelle expansie van de condensatorplaten hebben de ladingen geen tijd om af te tappen en blijft hun hoge initiële dichtheid behouden tot het begin van een gasontlading. Dit veroorzaakt grote waarden adhesiewerk, aangezien de werking van de aantrekkingskracht van tegengestelde elektrische ladingen op relatief grote afstanden wordt overwonnen. Verschillende aard van ladingsverwijdering van de oppervlakken gevormd tijdens delaminatie lijm-lucht En substraat-lucht De auteurs elektrische theorie en de karakteristieke afhankelijkheid van het adhesiewerk van de delaminatiesnelheid uitleggen.

De mogelijkheid van elektrische verschijnselen tijdens het delamineren van lijmverbindingen wordt aangegeven door een aantal feiten:

1. elektrificatie van de gevormde oppervlakken;
2. het verschijnen in sommige gevallen van delaminatie van een lawine-elektrische ontlading, vergezeld van gloed en geknetter;
3. verandering in het werk van hechting bij het vervangen van het medium waarin delaminatie wordt uitgevoerd;
4. een afname van het delaminatiewerk met een toename van de druk van het omringende gas en tijdens de ionisatie ervan, wat bijdraagt ​​​​aan de verwijdering van lading van het oppervlak.

De meest directe bevestiging was de ontdekking van het fenomeen van elektronenemissie dat werd waargenomen toen polymeerfilms werden losgemaakt verschillende oppervlakken. De waarden van het adhesiewerk berekend uit de meting van de snelheid van uitgezonden elektronen waren in bevredigende overeenstemming met de experimentele resultaten. Er moet echter worden opgemerkt dat elektrische verschijnselen tijdens de vernietiging van lijmverbindingen alleen optreden bij volledig droge monsters en bij hoge delaminatiesnelheden (niet minder dan tientallen cm/sec).

De elektrische adhesietheorie kan niet worden toegepast op een aantal gevallen van adhesie van polymeren aan elkaar.

1. Het kan de vorming van een adhesieve binding tussen polymeren van vergelijkbare aard niet bevredigend verklaren. Een dubbele elektrische laag kan inderdaad alleen bij de contactgrens verschijnentwee verschillende polymeren. Daarom zou de sterkte van de lijmverbinding moeten afnemen naarmate de aard van de in contact gebrachte polymeren nadert. In feite wordt dit niet waargenomen.
2. Niet-polaire polymeren, alleen gebaseerd op de ideeën van de elektrische theorie, kunnen geen sterke binding geven, omdat ze geen donor kunnen zijn en daarom geen elektrische dubbellaag kunnen vormen. Ondertussen weerleggen praktische resultaten deze argumenten.
3. Het vullen van rubber met roet, wat bijdraagt ​​aan de hoge elektrische geleidbaarheid van met roet gevulde mengsels, zou hechting tussen de mengsels onmogelijk moeten maken. De hechting van deze mengsels is echter niet alleen aan elkaar, maar ook aan metalen vrij hoog.
4. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid zwavel ingebracht in rubbers voor vulkanisatie mag de hechting niet veranderen, aangezien het effect van een dergelijke toevoeging op het contactpotentiaal verwaarloosbaar is. Eigenlijk, na vulkanisatie verdwijnt het hechtingsvermogen.

Diffusietheorie van adhesie

Volgens deze theorie, voorgesteld Voyutsky om de adhesie van polymeren aan elkaar te verklaren, wordt adhesie, zoals autohesie, bepaald door intermoleculaire krachten, en de diffusie van ketenmoleculen of hun segmenten zorgt voor de maximaal mogelijke interpenetratie van macromoleculen voor elk systeem, wat bijdraagt ​​​​aan een toename van moleculair contact. keurmerk Deze theorie, die vooral geschikt is in het geval van adhesie van polymeer aan polymeer, is dat deze uitgaat van de belangrijkste kenmerken van macromoleculen - ketenstructuur En flexibiliteit. Opgemerkt moet worden dat in de regel alleen adhesieve moleculen het vermogen hebben om te diffunderen. Als de lijm echter als een oplossing wordt aangebracht en het polymere substraat kan zwellen of oplossen in deze oplossing, kan er een merkbare diffusie van de substraatmoleculen in de lijm optreden. Beide processen leiden tot het verdwijnen van de grens tussen de fasen en tot de vorming van een soldeersel, wat een geleidelijke overgang is van het ene polymeer naar het andere. Op deze manier, adhesie van polymeren wordt beschouwd als een driedimensionaal fenomeen.

Het is ook vrij duidelijk dat diffusie van het ene polymeer in het andere is het fenomeen van ontbinding.

Onderlinge oplosbaarheid van polymeren, die voornamelijk wordt bepaald door de verhouding van hun polariteiten, is erg belangrijk voor de hechting, wat redelijk consistent is met de bekende regel van Debroyn. Er kan echter ook een merkbare hechting worden waargenomen tussen incompatibele polymeren die sterk verschillen in polariteit, als gevolg van de zogenaamde. lokale diffusie of lokale oplossing.

Lokale oplossing van een niet-polair polymeer in een polaire kan worden verklaard door de heterogeniteit van de microstructuur van een polair polymeer, die ontstaat doordat een polymeer bestaande uit ketens met polaire en niet-polaire gebieden van voldoende lengte altijd een microscheiding ondergaat, vergelijkbaar met die in mengsels van polymeren met zeer verschillende polariteiten. Een dergelijke lokale oplossing is waarschijnlijk in het geval dat koolwaterstofketens diffunderen, aangezien in polaire polymeren het volume van niet-polaire gebieden gewoonlijk groter is dan het volume van polaire groepen. Dit verklaart het feit dat niet-polaire elastomeren gewoonlijk een merkbare hechting vertonen aan polaire hoogmoleculaire substraten, terwijl polaire elastomeren bijna niet hechten aan niet-polaire substraten. In het geval van niet-polaire polymeren kan lokale diffusie het gevolg zijn van de aanwezigheid in een of beide polymeren van supramoleculaire structuren die diffusie in bepaalde gebieden van het grensvlakoppervlak uitsluiten. De betekenis van het beschouwde proces van lokale ontbinding, of lokale diffusie, voor hechting is des te waarschijnlijker dat, volgens berekeningen, penetratie van lijmmoleculen in het substraat met slechts enkele tienden van nm (meerdere Å ) om de kleefkracht vele malen te vergroten. De laatste tijd Dogadkin en Kuleznev het concept ontwikkelt zich volgens welke op het grensvlak van het contact van twee kleine of bijna volledig onverenigbare polymeren kunnen doorgaan met diffusie van de eindsegmenten van hun moleculen (segmentale diffusie). De grondgedachte voor dit standpunt is dat de compatibiliteit van polymeren toeneemt met afnemende molaire massa. Bovendien kan de vorming van een sterke adhesieve binding niet alleen worden bepaald door de verstrengeling van moleculaire ketens in de contactzone als gevolg van bulkdiffusie, maar ook door de diffusie van moleculen van het ene polymeer over het oppervlak van een ander. Zelfs wanneer hechting het gevolg is van puur adsorptie-interacties, bereikt de kleefkracht bijna nooit zijn grenswaarde, omdat de actieve groepen van de adhesieve moleculen nooit precies op de actieve plaatsen van het substraat passen. Er kan echter worden aangenomen dat met een toename in de tijd of met een toename van de contacttemperatuur, de stapeling van moleculen perfecter zal worden als gevolg van oppervlaktediffusie van individuele segmenten van macromoleculen. Hierdoor zal de sterkte van de lijmverbinding toenemen. Volgens de diffusietheorie is de sterkte van een adhesieve binding te danken aan de gebruikelijke moleculaire krachten die werken tussen met elkaar verweven macromoleculen.

Soms kan de adhesie van polymeren niet worden verklaard in termen van hun interdiffusie en moet men zijn toevlucht nemen tot adsorptie- of elektrische concepten. Dit geldt bijvoorbeeld voor de hechting van volledig onverenigbare polymeren of voor de hechting van een elastomeer aan een polymeersubstraat, dat een verknoopt polymeer is met een zeer dicht ruimtelijk netwerk. In deze gevallen is de hechting echter meestal laag. Aangezien de diffusietheorie voorziet in de vorming van een sterke overgangslaag tussen de polymeren die de lijmnaad vormen, verklaart het gemakkelijk de discrepantie tussen het werk van delaminatie en het werk dat nodig is om de krachten tussen de lijm en het substraat te overwinnen. Bovendien maakt de diffusietheorie het mogelijk om de afhankelijkheid van het adhesiewerk van de delaminatiesnelheid te verklaren op basis van dezelfde principes waarop de verklaring van de verandering in de sterkte van een polymeermonster met een verandering in zijn reksnelheid is gebaseerd.

Naast algemene overwegingen die wijzen op de juistheid van de diffusietheorie van adhesie, zijn er experimentele gegevens die in het voordeel spreken. Waaronder:

1. positieve invloed op adhesieEnautohesie van polymeren het verhogen van de duur en temperatuur van het contact tussen de lijm en het substraat;
2. een toename van de adhesie met een afname van , polariteit en polymeren;
3. een sterke toename van de adhesie met een afname van het gehalte aan korte zijtakken in het adhesieve molecuul, enz.

De invloed van de factoren die een toename van de adhesie of autohesie van polymeren veroorzaken, correleert volledig met hun invloed op de diffusiecapaciteit van macromoleculen.

Resultaten van een kwantitatieve test van de diffusietheorie polymeer adhesie door de experimenteel gevonden en theoretisch berekende afhankelijkheden van het werk van delaminatie van een autohesieve verbinding te vergelijken met de contacttijd en mol. de massa's polymeren bleken goed overeen te komen met het concept van het diffusiemechanisme van de vorming van een autohesieve binding. Diffusie van macromoleculen bij contact van twee polymeren is ook experimenteel bewezen door directe methoden, in het bijzonder met behulp van elektronenmicroscopie. Observatie van de contactgrens tussen twee compatibele polymeren in een viskeuze of zeer elastische toestand toonde aan dat deze in de tijd vervaagt, en dus meer hoe hoger de temperatuur. Waarden diffusiesnelheid: polymeren, berekend uit de breedte van de wazige zone, bleken vrij hoog te zijn en maken het mogelijk om de vorming van een adhesieve binding tussen de polymeren te verklaren.

Al het bovenstaande verwijst naar het eenvoudigste geval, wanneer de aanwezigheid van supramoleculaire structuren in het polymeer zich praktisch niet manifesteert in de beschouwde processen en eigenschappen. In het geval van polymeren, waarvan het gedrag sterk wordt beïnvloed door het bestaan ​​van supramoleculaire structuren, kan diffusie worden bemoeilijkt door een aantal specifieke verschijnselen, bijvoorbeeld gedeeltelijke of volledige diffusie van moleculen van een supramoleculaire formatie in één laag naar een supramoleculaire vorming in een andere laag.

Adhesie door chemische interactie

In veel gevallen kan adhesie niet worden verklaard door fysieke, maar door chemische interacties tussen polymeren. In dit geval zijn de exacte grenzen tussen adhesie als gevolg van: fysieke krachten en adhesie, die het resultaat is van chemische interactie, kan niet worden vastgesteld. Er is reden om aan te nemen dat chemische bindingen kan optreden tussen de moleculen van bijna alle polymeren die actieve functionele groepen bevatten, tussen dergelijke moleculen en oppervlakken van metaal, glas, enz., vooral als deze zijn bedekt met een oxidefilm of een laag erosieproducten. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat rubbermoleculen dubbele bindingen bevatten, die onder bepaalde omstandigheden hun chemische activiteit bepalen.

De weloverwogen theorieën, gebaseerd op de overheersende rol van een specifiek proces of fenomeen bij de vorming of vernietiging van een adhesieve binding, zijn van toepassing op verschillende gevallen van adhesie.of zelfs op verschillende aspecten van dit fenomeen. Dus, moleculaire theorie van adhesie beschouwt alleen het eindresultaat van de vorming van een lijmverbinding en de aard van de krachten die tussen de lijm en het substraat werken. diffusie theorie, integendeel, verklaart alleen de kinetiek van de vorming van een adhesieve binding en is alleen geldig voor de hechting van min of meer onderling oplosbare polymeren. IN elektrische theorie de belangrijkste aandacht wordt besteed aan de overweging van de vernietigingsprocessen van lijmverbindingen. Dus een uniforme theorie die verklaart: adhesieverschijnselen, nee, en dat kan waarschijnlijk ook niet. In verschillende gevallen is hechting het gevolg verschillende mechanismen, zowel afhankelijk van de aard van de ondergrond en lijm, als van de voorwaarden voor de vorming van een lijmverbinding; veel gevallen van hechting kunnen worden verklaard door de werking van twee of meer factoren.

is de binding tussen ongelijke oppervlakken die met elkaar in contact worden gebracht. De redenen voor het ontstaan ​​van een adhesieve binding zijn de werking van intermoleculaire krachten of chemische interactiekrachten. Hechting bepaalt de hechting van vaste stoffen - ondergronden - met behulp van een lijm - lijm, evenals de verbinding van een beschermende of decoratieve lak met de ondergrond. Hechting speelt ook een belangrijke rol in het droge wrijvingsproces. In het geval van dezelfde aard van de contactoppervlakken, moet men spreken van autohesie (autohesie), die ten grondslag ligt aan veel processen voor de verwerking van polymere materialen. Bij langdurig contact van identieke oppervlakken en de vestiging in de contactzone van een structuur die kenmerkend is voor elk punt in het volume van het lichaam, benadert de sterkte van de autohesieve verbinding de cohesiesterkte van het materiaal (zie cohesie).

Op het grensvlak van twee vloeistoffen of een vloeistof en een vaste stof kan de hechting een extreem hoge waarde bereiken, aangezien het contact tussen de oppervlakken in dit geval volledig is. De hechting van twee vaste lichamen door oppervlakteruwheid en alleen contact op bepaalde punten is meestal klein. Een hoge hechting kan in dit geval echter ook worden bereikt, wanneer de oppervlaktelagen van de contactlichamen zich in een plastische of zeer elastische toestand bevinden en met voldoende kracht tegen elkaar worden gedrukt.

Vloeibare hechting:

Hechting van een vloeistof aan een vloeistof of een vloeistof aan een vaste stof. Vanuit het oogpunt van thermodynamica is de oorzaak van adhesie een afname van vrije energie per oppervlakte-eenheid van de adhesieverbinding in een isotherm omkeerbaar proces. Werk van omkeerbare lijmloslating Wa wordt bepaald uit de vergelijking:>Wa = σ1 + σ2 - σ12

waarbij σ1 en σ2 de oppervlaktespanning zijn op het grensvlak tussen respectievelijk fase 1 en 2, met de omgeving (lucht), en σ12 de oppervlaktespanning is op het grensvlak tussen fase 1 en 2, waartussen hechting plaatsvindt.

De waarde van adhesie van twee niet-mengbare vloeistoffen kan worden gevonden uit de bovenstaande vergelijking uit de gemakkelijk te bepalen waarden van σ1, σ2 en σ12. Integendeel, de hechting van een vloeistof aan het oppervlak van een vaste stof, vanwege de onmogelijkheid om σ1 van een vaste stof direct te bepalen, kan alleen indirect worden berekend volgens de formule:>Wa = σ2 (1 + cos ϴ)

waarbij σ2 en ϴ respectievelijk de gemeten waarden zijn van de oppervlaktespanning van de vloeistof en de evenwichtsbevochtigingshoek gevormd door de vloeistof met het oppervlak van de vaste stof. Vanwege de bevochtigingshysterese, die geen nauwkeurige bepaling van de contacthoek mogelijk maakt, worden gewoonlijk slechts zeer benaderende waarden uit deze vergelijking verkregen. Bovendien kan deze vergelijking niet worden gebruikt in het geval van volledige bevochtiging, wanneer cos ϴ = 1.

Beide vergelijkingen, toepasbaar in het geval dat ten minste één fase vloeibaar is, zijn volledig onbruikbaar voor het beoordelen van de sterkte van de lijmverbinding tussen twee vaste stoffen, aangezien in het laatste geval de vernietiging van de lijmverbinding gepaard gaat met verschillende soorten onomkeerbare verschijnselen om verschillende redenen: niet-elastische vervormingen van de lijm en het substraat, de vorming van een dubbele elektrische laag in het gebied van de lijmverbinding, de breuk van macromoleculen, het "uittrekken" van de diffuse uiteinden van de macromoleculen van één polymeer uit de laag van een ander, enz.

Vrijwel alle in de praktijk gebruikte lijmen zijn polymeersystemen of vormen een polymeer als gevolg van chemische transformaties die optreden nadat de lijm op de te verlijmen oppervlakken is aangebracht. Niet-polymeerlijmen omvatten alleen anorganische stoffen zoals cement en soldeer.

Methoden voor het bepalen van hechting

1. De methode van gelijktijdige scheiding van het ene deel van de lijmverbinding van het andere over het gehele contactgebied;
2. De methode van geleidelijke delaminatie van de lijmverbinding.

Pull-off methode - hechting

Bij de eerste methode kan de breukbelasting worden uitgeoefend in een richting loodrecht op het contactvlak van de oppervlakken (afpeltest) of parallel daaraan (afschuiftest). De verhouding van de kracht die wordt overwonnen bij gelijktijdige scheiding over het gehele contactoppervlak tot het gebied wordt lijmdruk, hechtdruk of lijmverbindingssterkte genoemd (n/m2, dyne/cm2, kgf/cm2). De afscheurmethode geeft de meest directe en nauwkeurige karakterisering van de sterkte van een lijmverbinding, maar het gebruik ervan gaat gepaard met enkele experimentele problemen, met name de noodzaak van een strikt gecentreerde toepassing van de belasting op het testmonster en het waarborgen van een gelijkmatige spanningsverdeling over de lijmverbinding.

De verhouding van de krachten die worden overwonnen tijdens de geleidelijke delaminatie van het monster tot de breedte van het monster wordt de afpelweerstand of delaminatieweerstand genoemd (n/m, dyn/cm, gf/cm); vaak wordt de hechting bepaald tijdens delaminatie gekenmerkt door de arbeid die moet worden besteed aan de scheiding van de lijm van de ondergrond (j/m2, erg/cm2) (1 j/m2 = 1 n/m, 1 erg/cm2 = 1 dyn/cm).

Peeling Methode - Hechting

Bepaling van de hechting door delaminatie is geschikter in het geval van het meten van de sterkte van de binding tussen een dunne flexibele film en een vast substraat, wanneer, onder bedrijfsomstandigheden, het afpellen van de film gewoonlijk vanaf de randen plaatsvindt door de scheur langzaam te verdiepen. Bij hechting van twee stijve vaste lichamen is de afscheurmethode meer indicatief, omdat in dit geval, wanneer er voldoende kracht wordt uitgeoefend, bijna gelijktijdige afscheuring kan optreden over het gehele contactoppervlak.

Hechtingstestmethoden:

Hechting en autohesie tijdens afpel-, afschuif- en delaminatietests kunnen worden bepaald op conventionele dynamometers of op speciale hechtingsmeters. Om een ​​volledig contact tussen de lijm en het substraat te garanderen, wordt de lijm gebruikt in de vorm van een smelt, een oplossing in een vluchtig oplosmiddel of een monomeer, dat polymeriseert wanneer een lijmverbinding wordt gevormd.

Tijdens het uitharden, drogen en polymeriseren krimpt de lijm echter typisch, wat resulteert in tangentiële spanningen op het grensvlak die de lijmverbinding verzwakken.

Deze spanningen kunnen grotendeels worden geëlimineerd door vulstoffen, weekmakers in de lijm aan te brengen en in sommige gevallen door een warmtebehandeling van de lijmverbinding.

De sterkte van de lijmverbinding die tijdens het testen wordt bepaald, kan aanzienlijk worden beïnvloed door de grootte en het ontwerp van het testmonster (als gevolg van de werking van het zogenaamde randeffect), de dikte van de lijmlaag, de geschiedenis van de lijm gezamenlijke en andere factoren. Natuurlijk kan men alleen spreken over de waarden van adhesie of autohesiesterkte in het geval dat de vernietiging plaatsvindt langs de grensvlakgrens (adhesie) of in het vlak van het eerste contact (autohesie). Wanneer het monster wordt vernietigd door de lijm, kenmerken de verkregen waarden de cohesiesterkte van het polymeer.

COHESIE (van lat. cohaesus - verbonden, verbonden * a. cohesie; n. Kohasion; f. cohesie; en. cohesie) - adhesie van materiedeeltjes (moleculen, ionen, atomen) die één fase vormen. Cohesie is te wijten aan de krachten van intermoleculaire (interatomaire) aantrekking van verschillende aard

Bij het uitvoeren van bepaalde soorten werk is het noodzakelijk om het interactieniveau van bepaalde elementen te bepalen. Het is belangrijk om in eerste instantie te weten hoe sterk ze aan elkaar hechten, zodat de constructie zo betrouwbaar mogelijk is.