Процесс склеивания. Теории адгезии.

При склеивании происходит соединение м/у собой элементов. Связь, возникающая между двумя разнородными поверхностями твер­дых или жидких тел, называется адгезией. Адгезию можно оценить величиной усилия, необходимого для отрыва одной поверхности от другой в направлении, перпендикулярном плоскости склеива­ния или усилия, необходимого для сдвига склеенных поверхностей. Условие качественного склеивание это когезионная прочность клея (σ_к) не ниже когезионной прочности мат-ла. Иначе разрушение происходит по клеевому соединению.

Теории адгезии: 1. Механическая. Она объясняет прочность склеивания способностью клеящего вещества, находящегося в вы­сокоэластичном состоянии, заполнять все поры, трещины и другие неровности, образуя между ними при за­твердевании прочный клеевой слой. Сл-но, прочность склеивания пористых материа­лов, зависит от прочности клеевой пленки и степени пористости материала. Чем больше пористость материала и ниже вязкость клея, тем прочность склеивания должна быть выше. На практике проникновение клея вглубь склеиваемого материала полезно только до определенного предела, а высокая прочность клеевого соединения дости­гается и при склеивании гладких материалов.Клей образует пустотелые цилиндрики, стенки которых плотно пристают к поверхности клеток. Между клеем и материалом возникают силы адгезии.

2.Молекулярно-адсорбционная теория. Связь образуется в результате действия сил притяжения между атомами и молекулами. Молекулы жидкого полимера мигрируют к поверхности тв. тела и поглощаются ею. При определенном расстоянии, меньше 0,5 нм, действуют межмолекулярные связи (ионные, ковалентные, индукци­онные, силы Ван дер Ваальса и др.) или устанавливается во­дородная связь. Молекулы соединений делятся на полярные и неполярные При контакте полярных и неполярных веществ неполярные молекулы поляризуются и возни­кают индуцированные диполи. Ионая связь возникает. Когда один из взаимодейст­вующих атомов передает другому электрон, атомы оказываются противопо­ложно заряженными ионами. Ковалентная связь образуется между двумя нейтральными атомами путем передачи каждым го них одного или нескольких электронов с образо­ванием общих электронных пар. Водородная связь возникает при взаимодействии между моле­кулами, содержащими водород, в группах О-Н; N-H; Сl-Н; F-H. Образование этой связи происходит в результате притяжения водородного иона к электронной оболочке другого атома или иона.

3.Электрическая теория адгезии, основывается на двух положениях: 1)адгезия твердых пленок обуславливается электростатическим при­тяжением зарядов двойного электрического слоя, обра­зованного на поверхности раздела пленка-подложка; 2)отрыв пленки от подкладки в области больших скоростей представляет процесс разведения обкладок микроконденсагора до наступления газо­вого разряда.

При образовании пленки полимера на твердой поверхности в зоне контакта образуется двойной электрический свой, из зарядов противоположного знака. Возникновение этого слоя создает разность потенциалов. Эта теория справедлива только при склеивании мат-ла обладающего высок. Электролизацией (Ме). и не может объяснить образование связи между полимерами, близкими по своей природе; не объясняет, почему неполярные полимеры, в которых не образуется двойной электрический слой, могут давать достаточно прочную связь.

4.Диффузионная теория адгезии. При склеивании происходит диффузия молекул из адгезива в субстрат с образованием между ними прочных связей. Эта теория базируется - цепочечном строении, гибкости молекул и их способности совершать микроброунское движение. Применима, когда адгезив наносится в виде раствора и субстрат спосо­бен растворяться или набухать в этом растворе На адгезию высокополимеров влияют длительность контакта, температура, молекулярный вес адгезива, полярность полимеров. Диффузионная теория не объясняет процесса склеивания металлов, стекла, керамики,, бумаги, кожи и др.

5.Химическая теория адгезии объясняет прочность связи за счет химиче­ского взаимодействия молекул адгезива и субстрата. Химические связи меж­ду древесиной и связующими воз­никают благодаря существованию в древесине ряда функциональных Отмечается большое влияние молекулярной массы полимера на его клеящие свойства. Например, новолачные фенольные смолы, имеющие низкую молекулярную массу, обладают хорошей адгезией вследствие их способности хорошо смачивать твердые поверхности, но имеют низкую когезионную прочность. Основное требование химической теории, чтобы полярные материалы склеивались полярными клеями, а неполярные - неполярными. Также на прочность влияют внутренние напряжения, усадке клея.

6.Электрорелаксационная теория основывается на том, что суммарный эффект склеивания обу­словлен не только адгезией тел, но и их когезией, поэтому тео­рия носит название теории склеивания. прочность склеивания определяется 4 факторами:

1) характер сил взаимодействия между контактирующи­ми точками (наиболее вы­сокое значение работы, затрачиваемой на отрыв, при на­личии между молекулами электровалентных, ковалентных и водородных связей); 2) количество точек контакта на границе раздела фаз, приходящих­ся на единицу истинной площади контакта (зависят от химической природы, длины и разветвленности цепей полимера адгезива и субстрата и степени их взаимопроникновения). 3) расстояние между контактирую­щими точками; 4) диэлектрическую проницаемость среды.

Важным фактором, влияющим на адгезию является релаксация напряжения, возникающая при контакте, а также при деформации системы.

Единой теории, способной объяснить все случаи адгезии, не существует. Создание такой теории остается весьма сложной задачей.

Дата добавления: 2015-07-20