Диффузионная теория

Согласно диффузионной теории, разработанной С.С. Воюцким и другими учеными, адгезия полимеров, как и аутогезия, происходит вследствие диффузии линейных молекул или их участков в субстрат и образования прочной связи между адгезивом и субстратом. Аутогезия сходна по характеру с адгезией, но при аутогезии происходит самодиффузия молекул, то есть диффундируют одинаковые молекулы, тогда как при адгезии имеет место диффузия макромолекул различных типов.

Отправными точками диффузионной теории являются линейное строение высокополимеров и гибкость их молекул, позволяющая совершать им микроброуновское движение. В соответствии с диффузионной теорией адгезии способностью к диффузии могут обладать только адгезивы. Однако при нанесении клеящих материалов из растворов сами склеиваемые материалы могут набухать или растворяться под действием растворителя, вследствие чего молекулы субстрата приобретают значительную подвижность, а отсюда возможна диффузия молекул склеиваемого материала в клей. Оба эти процесса могут привести к исчезновению поверхности раздела фаз и образованию прочного соединения, в ряде случаев превышающего прочность одного из элементов — клея или субстрата. Таким образом, адгезия вследствие диффузии представляет собой объемный процесс.

Диффузионная теория, как и электрическая, может объяснить несоответствие работы расслаивания работе, требующейся для преодоления молекулярных сил между поверхностью адгезива и субстрата. Также диффузионная теория объясняет зависимость работы адгезии от скорости расслаивания, если исходить из тех же предпосылок, которыми объясняется повышение прочности склеивания при увеличении скорости разрыва.

В пользу диффузионной теории адгезии говорит влияние на адгезию полимеров следующих факторов:

– длительности контакта при склеивании;

– температуры склеивания или термической обработки адгезионного соединения;

– молярной массы адгезива;

– формы молекул адгезива и полярности макромолекул.

Диффузионная теория, однако, не дает теоретического представления о механизме образования связи «адгезив – субстрат», например, в случае склеивания металлов полимерными адгезивами, следовательно, она объясняет лишь некоторые явления склеивания высокополимерных материалов термопластичными адгезивами.

Молекулярная теория (адсорбционная)

В основе молекулярной теории адгезии, предложенной Дебройном, лежит действие Ван-дер-ваальсовых сил, сил взаимодействием ион – диполь или образованием водородных связей. Свою теорию Дебройн обосновал следующими фактами: 1) один и тот же адгезив может склеивать различные материалы; 2) химическое взаимодействие между адгезивом и субстратом вследствие их обычно инертной природы маловероятно.

Молекулярная теория адгезии получила развитие в работах Мак-Ларена. Адгезию полимеров, по его, можно разделить на две стадии:

1) миграция больших молекул из раствора или расплава адгезива к поверхности субстрата в результате броуновского движения; при этом полярные группы или группы, способные образовать водородную связь, приближаются к соответствующим группам субстрата;

2) установление адсорбционного равновесия.

Наиболее важным и нерешенным окончательно до сих пор вопросом молекулярной (адсорбционной) теории адгезии является вопрос о возможности создания достаточно прочной связи, например «адгезив – металл», только за счет взаимодействия межмолекулярных сил.

Дата добавления: 2015-08-20