Адсорбционная теория адгезии

Существует ряд теорий, объясняющих явления адгезии. Первоначально были выдвинуты адсорбционная и термодинамическая теории адгезии [1], которые объясняли явления адгезии с той же научной точки зрения, что и адгезию жидкостей. Позднее появились электрическая теория адгезии, выдвинутая Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой [2], и диффузионная теория адгезии, впервые предложенная Иозефовичем и Марком [3] и разработанная С. С. Воюцким с сотрудниками [4]. На первом этапе развития проблемы адгезии эти теории, казалось, противоречили друг другу. Так, например, на основании адсорбционной теории адгезия объясняется различными типами химических и молекулярных взаимодействий, могущих иметь место на границе раздела адгезив—подкладка. Диффузионная теория предполагает наличие диффузионных процессов в зоне контакта. Экспериментальным подтверждением этой теории служат в ряде случаев результаты исследований температурных и временных зависимостей адгезии. В электрической теории адгезии подчеркивается, что процесс нарушения адгезионной связи в обычных условиях протекает необратимо, благодаря чему положения термодинамической теории адгезии, разработанные для жидкостей, становятся неприемлемыми. Таким образом, на первый план выдвигается вопрос выяснения природы адгезионных сил и характера изменения их в процессе отрыва. [c.497]

По адсорбционной теории адгезия рассматривается как чисто поверхностный процесс, аналогичный адсорбции, и образование прочной связи между клеем и склеиваемым материалом объясняется как результат взаимодействия межмолекулярных сил. [c.310]

Адсорбционная теория адгезии [c.14]

В тех случаях, когда материалом подложки являются аморфные атомные вещества, обладающие локализованными валентными электронами и по ти являющиеся огромными макромолекулами, материал подложки неспособен выступать по отношению к парафиновым частицам в качестве донора электронов и между ними могут существовать лишь ван-дер-ваальсовые взаимодействия. В таких случаях механизм вытекает из адсорбционной теории адгезии. [c.110]

Возможность объяснения с единой позиции адсорбционной теории адгезии экспериментальных данных по адгезии различных типов полимеров дает основание предположить, что таким же закономерностям подчиняется и адгезия к природным волокнам (шерсть, хлопок и др.). [c.302]

Первые обстоятельные работы в области адгезии полимеров к целлофану были начаты более 30 лет назад [20—23]. Эти работы легли в основу рассмотренной в гл. I адсорбционной теории адгезии. Адгезия к целлофану различных полимеров подробно [c.249]

Рассмотренные выше теории, основанные на преобладающей роли какого-нибудь одного процесса, имеющего место при образовании или разрушении адгезионной связи, приложимы к различным случаям адгезии или даже к отдельным сторонам этого явления. Так, адсорбционная теория адгезии рассматривает лишь конечный результат образования адгезионной связи и объясняет, в основном, природу си.ч, действующих между адгезивом и субстратом. Диффузионная теория, наоборот, объясняет лишь кинетику образования адгезионного соединения и справедлива только для адгезии более или менее взаиморастворимых полимеров. В электрической теории главное внимание уделяется рассмотрений явлений, происходящих при разрушении адгезионных соединений. [c.160]

Липатов с сотр. [19] предложили другое объяснение образования промежуточных слоев в системах полимер—полимер, основанное на представлениях адсорбционной теории адгезии [11]. Поскольку даже у несовместимых полимеров в больщинстве случаев имеется сродство между их мономерами, то адсорбция макромолекул полимера дисперсионной среды на частицах дисперсной фазы всегда возможна. При огромной молекулярной массе полимеров вполне вероятно существование адсорбционных промежуточных слоев толщиной порядка тысяч ангстрем. [c.475]

Адсорбционная теория адгезии имеет и ряд слабых мест. [c.21]

Согласно адсорбционной теории адгезии /58/, адгезионная прочность в общем случае должна повышаться с увеличением энергии когезии материала подложки. С целью проверки применимости этого положения к металлам бьши рассчитаны плотности энергии когезии указанных металлов. Исходные физико-химические характеристики были взяты из справочника /65/. Критическая температура рассчитывалась по уравнению Гэйгса и То-доса /66/. Перерасчет теплоты парообразования к 293 К осуществлялся по уравнению Фиша и Лильмеша /67/. Полученные результаты представлены в табл. 2.6. [c.105]

В соответствии с адсорбционной теорией адгезия вызывается силами межмолекулярного взаимодействия, или силами молекулярного сцепления. Эти силы действуют между электрически нейтральными атомами или молекулами и быстро убывают с увеличением расстояния между частицами. При нанесении полимерного покрытия на подложку происходит миграция атомных группировок на поверхности, после чего устанавливается сорбционное равновесие. [c.150]

Явления адгезии по-разному объясняются существующими теориями. Распространенная за рубежом адсорбционная теория адгезии (Дебройн, Мак-Ларен) объясняет адгезию силами меж-молекулярного взаимодействия между молекулами лакокрасочной пленки и поверхностью металла. [c.83]

Молекулярному взаимодействию, согласно адсорбционной теории адгезии, предшествует образование контакта между молекулами адгезива и подложки. Повышение температуры, введение пластификатора, повышение давления, применение растворителей — все эти факторы облегчают протекание первой стадии процесса и способствуют достижению более полного контакта. Смачивание и растекание адгезива по поверхности подложки сопровождаются поверхностной диффузией, миграцией молекул адгезива по поверхности. Все эти процессы в той или иной степени являются подготовительными, но играют очень важную роль. Учитывая сказанное, вполне естественным было бы ожидать наличия взаимосвязи между числом функциональных групп и адгезионной прочностью. Такая взаимосвязь была выявлена при изучении адгезии полимеров винилового ряда к целлофану [18, 19]. Оказалось, что между адгезионной прочностью, измеренной методом отслаивания (Ао), и содержанием функциональных групп, например карбоксильных существует непосредственная связь, которая в координатах 1дА—[СООН] описывается прямой. [c.14]

Против адсорбционной теории адгезии выдвигается ряд возражений во-первых, как было показано Б. В. Дерягиным и Н. А. Кротовой , фактическая работа адгезии на несколько порядков выше той, которую можно ожидать в результате действия межмолекулярных сил во-вторых, теми же авторами было установлено, что работа адгезии при неравновесных условиях быстрого отрыва зависит от скорости отслаивания пленки, в то время как работа преодоления молекулярных сил не может зависеть от скорости разъединения. [c.310]

Основой молекулярной (адсорбционной) теории адгезии является представление о молекулярном взаимодействии субстрата и клея при условии, что они имеют функциональные группы, способные к взаимодействию. Процесс возникновения адгезионных связей происходит в два этапа транспортировка молекул клея к поверхности субстрата и межмолекулярное взаимодействие после сближения молекул клея на расстояние меньше 0,5 нм. Этот процесс продолжается вплоть до достижения адсорбционного равновесия. В подтверждение этой теории приводятся зависимости прочности клеевых соединений от числа и типа функциональных групп в системе. [c.10]

Существующие теории адсорбции полимеров на твердых поверхностях и представления о структуре адсорбционных слоев (см. гл. 1) дают возможность определить характер взаимодействий, которые осуществляются при адгезии. Если рассматривать адсорбцию как избыточное концентрирование компонента на границе раздела, то это определение вполне применимо к адгезии, ибо изучение структуры поверхностных слоев полимеров на твердых поверхностях показывает, что в них происходит перераспределение различных компонентов адгезива в результате селективной адсорбции. При продолжительном адгезионном контакте в условиях, обеспечивающих необходимую молекулярную подвижность (выше температуры стеклования), с течением времени молекулы перераспределяются по молекулярной массе в соответствии с их поверхностной активностью [181]. Поэтому вывод, приведенный в работе [146], о неправомочности термина адсорбционная теория адгезии , по нашему мнению, неверен, поскольку отрицание адсорбционных эффектов равнозначно отрицанию термодинамики поверхностных явлений. [c.65]

Адсорбционная теория адгезии объясняет образование связи между клеящим веществом и склеиваемым материалом за счет возникновения межмолекулярных сил на поверхности клей — склеиваемый материал. В подтверждение этой теории выдвигается тот факт, что полярные полимеры склеивают полярными клеями, а неполярные полимеры — неполярными клеями. [c.446]

Полученные закономерности удовлетворительно объяснимы с позиций адсорбционной теории адгезии [12]. Термодинамически адгезия характеризуется убылью свободной энергии (поверхностного натяжения) на поверхности адгезионного шва, и работа адгезионного отрыва выражается уравнением [c.85]

Несмотря на то что процессам адгезии в мировой и советской литературе посвящено очень большое число работ [3—14], истинный механизм адгезии с молекулярной точки зрения изучен еще недостаточно. Существующие и развивающиеся теории адгезии носят частный и ограниченный характер. Электрическая теория адгезии [3, 4] рассматривает электрические явления, возникающие при отслаивании адгезии от подложки, но не объясняет и не может объяснить самой адгезии, ибо электрические явления возникают в процессе расслоения, а адгезия нас интересует в условиях, когда адгезионная связь не нарушена. Диффузионная теория адгезии [14] применима практически только для случая адгезии полимеров друг к другу. Таким образом, единственно приемлемой сегодня будет адсорбционная теория адгезии, связывающая адгезию с действием межмолекулярных сил на границе раздела, т. е. с адсорбцией. Об ладая рядом ограничений, присущих любой теории, с физической точ ки зрения адсорбционная теория является наиболее обоснованной В частности, представления о возникновении двойного электриче ского слоя при контакте разнородных поверхностей также есть ре зультат адсорбции и ориентации полярных групп макромолекул на поверхности, т. е. эти представления укладываются в рамки адсорбционной теории [4]. Однако развитие этой теории тормозится из-за недостаточной разработанности теории адсорбции макромолекул на твердых поверхностях. [c.4]

Согласно адсорбционной теории адгезии покрытие поверхности даже мономолекулярным слоем какого-либо вещества (что отвечает АР менее 0,1%) приведет к замене свойств поверхности материала свойствами нанесенного вещества. На изменение свойств поверхности волокон, модифицированных прививкой, влияет, вероятно, также то, что в реакцию полимеризации вступают сорбированные молекулы мономера и рост привитой цепи происходит в условиях одностороннего влияния молекулярных сил поверхности (в случае прививки из газовой фазы влиянием окружающей среды на сорбированные молекулы можно пренебречь), причем по мере покрытия новерхности природа ее, а следователь1Ю и влияние на структуру синтезируемого полимера, непрерывно меняется. Соответственно изменяется свободная энергия и, возможно, шероховатость волокна, что проявляется в изменениях адгезии и смачиваемости. [c.608]

В первом издании монографии [2] авторы рассмотрели различные т ории адгезии полимеров и показали, что, опираясь на адсорбционную теорию адгезии и дополнив эту теорию современными представлениями физико-химии полимеров и химии поверхностных явлений, можно выработать единый подход к проблеме адгезии полимеров к субстратам различной природы. Этот подход, названный молекулярной теорией адгезии, оказался вполне целесообразным и плодотворным. Поэтому авторы во втором издании монографии делают попытку дальнейшего развития и углубления молекулярной теории адгезии полимеров. Нужно отметить, что хотя и адсорбционная, и молекулярная теории адгезии рассматривают адгезию как результат проявления сил молекулярного взаимодействия между контактирующими фазами, между ними есть существенная разница. Молекулярная теория в отличие от адсорбционной не только учитывает наличие активных функциональных групп в составе адгезива и субстрата, но и рассматривает взаимодействие адгезива полимерной природы с субстратом как сложное физико-химическое явление и уделяет внимание таким вопроСс1м, как катализ, специфические явления нолнмераналогич-ных превращений (например, эффект соседних звеньев), особен- [c.6]

Одной из первых попыток объяснить механизм адгезии является адсорбционная теория. Адсорбционная теория рассматривает адгезию как результат проявления сил молекулярного взаимодействия между контактируюш ими молекулами адгезива н субстрата. Важно, чтобы адгезив и субстрат обладали полярными функциональными группами, способными к взаимодействию, как это следует из известного правила полярности [88] Высокая адгезия не может быть достигнута между полярным субстратом и неполярным адгезивом или между неполярным субстратом и полярным адгезивом . Молекулярному взаимодействию согласно адсорбционной теории адгезии [89—97] предшествует образование контакта между молекулами адгезива и субстрата. Повышение температуры, введение пластификатора, повышение давления, применение растворителей облегчают протекание первой стадии процесса и способствуют более полному контакту. Смачивание и растекание адгезива по поверхности субстрата сопровождается поверхностной диффузией, миграцией молекул адгезива по поверхности. Эти процессы в той или иной степени являются подготовительными, но играют очень важную роль и будут подробно рассмотрены в гл. II. С позиций адсорбционной теории вполне естественно было бы ожидать наличия зависимости между числом функциональных групп и адгезией. Такая зависимость была выявлена при изучении адгезии полимеров винилового ряда к целлофану. Была установлена [96] в некоторых случаях количественная связь между адгезионной прочностью и концентрацией карбоксильных групп в адгезиве. [c.38]

Тел1 не менее необходимо иметь в виду преемственность адсорбционной теории адгезии и современной молекулярно-адсорбционной или молекулярной теории [122, с. 14 123 128 129]. Эта теория основана на том же тезисе, -что и адсорбционная молекулярное взаимодействие адгезива с субстратом является первопричиной адгезии. Но теперь сказать только об этом — значит почти ничего не сказать. Кроме молекулярного взаимодействия адгезива с субстратом важнейшее значение имеют когезионные свойства соединяемых материалов, которые, кстати, могут существенно изменяться в процессе формирования адгезионного соединения. Надмолекулярная структура полимерного адгезива и ее стабильность во уркша одна из важнейших проблем [c.41]

Одновременно с развитием представлений о роли механического фактора возникли и другие взгляды на природу процесса склеивания. Еще в работах Бехгольда и Неймана [30] был сделан вывод о том, что кроме затекания клея в поры и капилляры важную роль играет взаимодействие клея с материалом подложки. Силы специфического взаимодействия клея с поверхностью в капиллярах Бехгольд и Нейман назвали адгезионными и впервые при изучении склеивания ввели представление о специфическом молекулярном сцеплении — адгезии. Представление о специфической адгезии было затем развито в работах других авторов и привело к созданию адсорбционной теории адгезии (см. гл. I). Роль специфического взаимодействия при склеивании пористых субстратов подчеркивали различные исследователи [23, 24, 31, 32]. Было отмечено [32], что при склеивании древесины пленка клея, несмотря на значительную усадку, прочно держится на внутренних стенках пор, а сила сцепления оказывается настолько значительной, что древесина разрушается при попытке отделить пленку. [c.165]

Адсорбционная теория адгезии. Согласно этой теории адгезия обусловлена чисто физическими взаимодействиями между молекулами адгезива и субстрата. Эти взаимодействия обусловливают ван-дер-ваальсовЪ1 силы (дисперсионные силы, взаимодействие между постоянными диполями и взаимодействие между постоянным и введенным диполями). Близко к этим силам стоят также силы, определяющие водородные связи, и взаимодействие ион — диполь. [c.158]

Впервые на значение адсорбционных явлений в адгезии было указано еще 1в 1926 г. . Однако основы адсорбционной теории адгезии были разработаны значительно позднее Дебройяом и Мак-Лареном с сотрудниками . [c.14]

Одним из создателей адсорбционной теории адгезии является Дебройн222 но впервые анализ явлений адгезии с точки зрения молекулярных сил был проведен Вейлем з. Дальнейшее развитие адсорбционная теория получила в работах Мак-Ларена и его сотр. ". [c.83]

Создание клеев с требуемым комплексом свойств — задача исключительно сложная по ряду причин. Во-первых, до сих пор отсутствуют достаточно четкие теоретические представления, позволяющие синтезировать новые полимеры со специфическими адгезионными свойствами. Если проследить историю создания клеящих полимерных систем, то нетрудно убедиться в том, что в большинстве случаев теоретические представления об адгезии и клеящих свойствах полимеров появлялись уже после разработки конкретных клеящих материалов. Действительно, если, например, карбамидные, фенолоальдегидные, резиновые, фенолокаучуковые синтетические клеи появились в 1920—1944 гг., а эпоксидные —в 1934 г., то первая попытка научно обосновать природу адгезионных явлений была предпринята в 1944— 1947 гг., когда была создана адсорбционная теория адгезии [1], и позже, когда появились электронная, диффузионная, реологическая, микрореологическая, электрорелаксационная и другие теории адгезии [1, 2]. [c.5]

Адсорбционная теория адгезии объясняет ее ван-дер-ваальсовым взаимодействием между молекулами адгезива и субстрата, а также химическими взаимодействиями между молекулами адгезива и субстрата при наличии у них активных центров. [c.49]

На базе представлений о специфическом характере клеящих свойств, а также с привлечением представлений о характере сил взаимодействия между адгезивом и подложкой в 40-х годах возникла адсорбционная теория адгезии. Эта теория нашла развитие в работах Вейля, Дебройна и главным образом Мак-Ларена [17—19]. Адсорбционная теория рассматривает адгезию как результат проявления сил молекулярного взаимодействия между контактирующими фазами. При этом могут иметь место все разновидности ван-дер-ваальсовых сил (ориентационные, индукционные, дисперсионные). Согласно Ман-Ларену, важно, чтобы адгезив и подложка имели функциональные группы, способные к взаимодействию. В этот период было сформулировано известное правило полярности Высокая адгезия не может быть достигнута между полярным субстратом и неполярным адгези- [c.13]

Адсорбционная теория адгезии. В основе адсорбционной теории адгезии лежит представление о вандерваальсовом взаимодействии между поверхностными молекулами адгезива и субстрата, т. е. о преимущественной роли связей физической природы. Так, И. Де-Бройн [29] считает, что инертная природа большинства адгезивов и субстратов делает маловероятным химическое взаимодействие между ними и что физические силы, действующие на границе жидкость— твердое тело, являются вполне достаточными для обеспечения прочной связи между ними. У. Вейл [30], рассматривая адгезию высокополимеров к стеклу, приходит к выводу, что в процессах взаимодействия участвуют силы физической природы — ориентационные, дисперсионные и индукционные. Наибольшее значение имеют индукционные силы и поэтому введение в состав стекла катионов с незаполненной оболочкой (например, РЬ , С(1 +, гп ) или больших размеров (С , Ва +), обладающих поляризуемостью, должно способствовать повышению адгезии полимеров к стеклу. Адгезия неполярных полимеров к стеклянной поверхности обусловливается в основном дисперсионными силами. [c.162]

Таким образом, большинство авторов, придерживающихся адсорбционной теории адгезии, приходят к выводу о существенном значении полярных групп в структуре полимера, так как при наличии таких групп взаимодействие между ними и поверхностью (стеклом, металлом) может осуществляться силами химической природы, величина которых на несколько порядков больше вандерваальсовых сил. Поэтому значения адгезии полярных и неполярных соединений могут существенно различаться. Этот вывод подтверждается расчетами С. Чизака [25]. [c.163]

Физическая химия наполненных полимеров (1977) -- [ c.12 ]

Основы адгезии полимеров (1974) -- [ c.6 , c.38 ]

Крепление резины к металлам Издание 2 (1966) -- [ c.310 ]

Склеивание металлов и пластмасс (1985) -- [ c.10 ]

Химия и технология лакокрасочных покрытий Изд 2 (1989) -- [ c.85 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология