Адгезия термодинамический

ОБОБЩЕННАЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДГЕЗИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕРОВ [c.111]

Процессы адгезии играют значительную роль в технологии получения текстильных и композиционных материалов, битуминозных материалов для дорожного строительства, новых клеев и т.д. Существующие термодинамические теории адгезии основаны на результатах исследований энергии межфазного поверхностного натяжения, краевых углов на границе субстрат - адгезив , а также смачивания и растекания адгезива на межфазных границах с учетом вязкости и различного вклада межмолекулярных сил [1-3]. При этом недостаточно учитывается структура молекулярных растворов полимеров и их отклонения от идеальных. [c.111]

Уравнение (5) описывает различные процессы, например, адгезию полимерных клеев, битумов, смол на волокнах и минералах. Из термодинамической модели следует, что во всех случаях зависимости адгезии от концентрации компонентов в растворе нелинейные и почти линейны зависимости адгезии от температуры. [c.112]

Значения констант Флори - Хаггинса, рассчитанных по этому уравнению, приведены в таблице 2. При определении адгезии к полиэфирному и стеклянному волокнам а >0, а х < 1/2. Это значит, что многокомпонентный растворитель в поверхностном слое в поле сил ведет себя подобно хорошему растворителю. Таким образом, полученные результаты свидетельствуют об адекватности термодинамической модели адгезии. Аналогичные исследования были проведены по определению адгезии к металлической поверхности (металлический диск). [c.113]

Условие (VI. 33) определяет необходимую минимальную работу адгезии а,мин между частицами и средой для обеспечения самопроизвольного диспергирования, или для термодинамической устойчивости дисперсной системы к коагуляции. [c.286]

Хорошая адгезия жидкости к твердому телу проявляется лишь при высокой степени смачивания ею данного тела. Эффект смачивания служит видимым признаком наличия сил притяжения между молекулами жидкости и твердого тела. Эти силы относятся к фундаментальным термодинамическим свойствам указанных двух мате-риалов. Идеальные условия взаимодействия редко встречаются на практике и, как правило, сила связи может зависеть от многих случайных факторов, а также от метода ее определения. Поэтому для изучения физической сущности адгезии необходимо различать специфическую (или термодинамическую) и механическую адгезию. [c.54]

Заключение. С термодинамической точки зрения адгезия битума-к минеральному материалу определяется главным образом присутствием на поверхности минерала катионов, промотирующих хемо- [c.84]

Все эти изменения при постоянном объеме системы приводят к снижению свободной энергии. Как видно, термодинамической характеристикой адгезии, т.е. молекулярной связи между поверхностями двух соприкасающихся твердых или жидких тел, [c.94]

Термодинамические условия адгезии были установлены Дюпре [1], [c.5]

Термодинамическая модель адгезии как изобары расширения двумерного поверхностного газа [c.11]

При усилении адсорбционного взаимодействия полимера и поверхности смачиваемость увеличивается. Этот показатель определяет термодинамическую работу адгезии, т. е. работу, необходимую для отрыва двух частичек. [c.149]

Изменение свойств дисперсионной среды вблизи поверхности твердого тела имеет более существенное значение. Так, образование в результате действия сил адгезии вблизи поверхности структурированного — закрепленного или малоподвижного — слоя дисперсионной среды с некоторой толщиной А эквивалентно тому, что в движение относительно поверхности вовлекается не весь двойной слой, а только некоторая его часть (рис. VII—10, кривая 3) в результате входящая в формулу Гельмгольца—Смолуховского (VII—4а) разность потенциалов Дф не равна термодинамическому потенциалу фо, а определяется иной, как правило, меньшей величиной Q, называемой электрокинетическим или t-потенциалом [c.189]

Согласно термодинамической трактовке, адгезия жидкости к твердому телу подчиняется уравнению Дюпре — Юнга [c.116]

А. И. Красильщиков с сотрудниками считает защитная способность покрытия связана с тем, что в результате его взаимодействия с металлом изменяется энергетический уровень атомов, расположенных на поверхности, и таким образом повышается его термодинамическая стабильность. Образующийся на границе раздела металл — покрытие двойной электрический слой вызывает торможение электрохимических процессов на металле под пленкой, снижает ток пассивации и увеличивает адгезию полимера к металлу. На основании установленной зависимости между адгезией покрытия к стали и током поляризации, характеризующим защитную способность покрытия, авторами предложен неразрушающий метод определения прочности связи покрытия сЬ сталью по величине плотности тока анодной пассивации [19, 30]. [c.27]

Жидкость будет прилипать к твердому телу, если притяжение ее молекул к поверхности этого тела больше, чем притяжение между молекулами жидкости. Иными словами, для этого необходимо, чтобы работа адгезии была больше работы когезии. Термодинамически этот критерий можно выразить следующим образом [c.275]

Предложена термодинамическая модель растворимости АСПО, учитывающая адгезию компонентов растворителя и их хемосорбционное взаимодействие с компонентами отложений на стадии, предшествующей растворимости. Установлено, что процесс растворения АСПО в парафинонафтеновых и ароматических растворителях описывается экстремальной параболической зависимостью растворимости от концентрации растворителя. [c.9]

Предложена термодинамическая модель растворимости АСПО, учитывающая адгезию компонентов растворителя и их хемосорбционное взаимодействие с компонентами отложений на стадии, предшествующей растворимости, и связывающая растворимость V с объемной концентрацией активного компонента растворителя Са - уравнение изотермы растворимости малорастворимого твердого вещества по донорно-акцепторному механизму (уравнение изотермы растворимости АСПО) [c.29]

Жидкий адгезив, наносимый на повер хность субстрата, дол-жен равномерно и плотно покрыть ее. Однако при этой операции многочисленные трещины, поры и бороздки микрорельефа остаются заполненными воздухом, удаление которого происходит в основном за счет термодинамических явлений на поверхности (смачивания и капиллярных сил) и тормозится вязкостью (или в общем случае консистенцией) жидкости. [c.84]

Следует отметить, что термодинамическая трактовка адгезии не может считаться универсальной и имеется ряд экспериментальных данных, вступающих с ней в противоречие. Кроме того, в реальных высоковязких полимерных системах контакт между адгезивом и субстратом происходит в условиях, весьма далеких от равновесия, и, следовательно, применение термодинамик к здесь ограничено. [c.94]

Несмотря на это, термодинамические явления, очевидно, играют большую роль в адгезии высокополимеров. Достигнуть молекулярного контакта, даже в случае маловязкого адгезива, не так легко. Растекаясь по поверхности субстрата, адгезив должен проникнуть в многочисленные поры, микроуглубления, трещины, скорость заполнения которых будет зависеть не только от их размеров, вязкости адгезива и внешнего (гидростатического) давления, но также и от смачивающей способности адгезива, поверхностного натяжения и капиллярного давления. [c.94]

Струи вследствие энергетически невыгодного соотношения поверхности и объема термодинамически неустойчивы и стремятся принять форму капли или растечься по поверхности фильеры, чтобы уменьшить свободную поверхность. В том и в другом случае происходит нарушение равномерности струй или полный их обрыв [10]. На рис. 7.16 изображена зависимость поверхностной энергии цилиндра от отношения его длины к радиусу l R (кривая 1). Здесь же показано изменение поверхностной энергии растекшейся по поверхности полусферической капли с равным объемом, у которой поверхностная энергия компенсирована адгезией к поверхности фильеры (кривая 2) и поверхностной энергии сферической капли (кривая 3). Можно видеть, что растекание вискозы по поверхности становится энергетически выгодным при отношении 1Щ = 2,2Б, тогда как распад на капли становится возможным при отношении 1Щ = 4,5. Поэтому в производственных условиях обрыв струй [c.178]

Выяснение роли поверхностной энергии полимера и наполнителя очень важно при изучении термодинамических аспектов адгезии. До сих пор для термодинамической оценки адгезии используют уравнение Дюпре — Юнга [10], выведенное для жидкостей, так как в него входит величина поверхностного натяжения жидкости, смачивающей поверхность. Другой подход основан на использовании введенного Зисманом понятия критическое поверхностное натяжение [39], характеризующего и поверхностную энергию твердого тела, и смачивание, и адгезию. [c.14]

Однако уравнение Дюпре — Юнга, как любое термодинамическое соотношение, должно быть справедливым для всякого агрегатного состояния [47]. Это позволяет использовать его и для термодинамической оценки адгезии [c.14]

Таким образом, термодинамическая работа адгезии определяется наименьшим значением энергии когезии одного из взаимодействующих тел. Следовательно, повышение адгезионной прочности может быть достигнуто повышением когезионной прочности адгезива. Это следует из элементарного термодинамического рассмотрения без учета представлений о сложной структуре граничного слоя. Следует отметить, что термодинамическая оценка наиболее строга, так как исключает рассмотрение деталей конкретного физического механизма процесса разрушения. [c.16]

Экспериментальная часть. Для проверки термодинамической модели был проведен эксперимент по измерению адгезии. В качесгве субстрат применялись полиэфирные и стеклянные волокна, а в качестве адгезива - растворы полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП) в сильно неидеальных многокомпонентных органических средах. В качестве таких сред были взяты высококипящие фракции смолистых высокосернистых нефтей (с температурой кипения выше 400°С) и остаточные битумы. Эксперимент по определению силы адгезии растворов полимера к волокнистому материалу проводили на лабораторной установке. Адгезия оценивалась усилием отрыва диска, обтянутого волокном, от поверхности раствора ПП или ПЭ. Эксперимент проводился в термостатированной ячейке, заполненной образцом исследуемого материала, в режиме температур от 453К до ЗЗЗК (верхняя граница должна быть выше температуры его размягчения, нижняя соответствовать полному затвердеванию). Зависимости адгезии от температуры и концентрации для системы многокомпонентная фракция - полимер исследованы на воспроизводимость по данным 3 параллельных измерений. Коэффициент вариации равен 2,85, доверительный интервал при надежности 0,95 и числе степеней свободы 20 равен 1,79. [c.112]

На поверхности неорганических твердых веществ часто встречаются свойственные этим веществам нарушения структуры. Они вызываются присутствием на указанной поверхности иснов, загрязняющих данное вещество. Получить чистую поверхность весьма трудно и считать реальную поверхность гладкой можно в очень редких случаях. Адам (641 показал влияние шероховатости поверхности на величину контактного угла и продемонстрировал, что при передвижении капли по поверхности она имеет по фронту движения значительно больший контактный угол, чем с тыльной части. Он приписал наличие гистерезиса контактного угла вязкостному сопротивлению движению кромки жидкости на твердой поверхности. Поэтому термодинамические соотношения адгезии практически могут быть приложимы только к жидкостям, у которых имеется точное соответствие между чистой работой, затраченной на образование новой поверхности, и приростом свободной энергии, согласно уравнению (74). [c.63]

Адгезия битумов к минеральному материалу дорожного пскоытия. Теория термодинамической адгезии между твердым и жидким телом [c.68]

Сопротивляемость битумн о-минеральных смесей поверхностному расслаиванию под действием воды и движущегося транспорта. При лабораторном определении адгезии битумов к минеральным наполнителям в присутствии воды усилия отслаивания битума от частиц наполнителя относительно невелики. В реальных дорожных условиях на влажное покрытие помимо этой силы действ ют еще дополнительные силы, связанные с движением транспорта, которые значительно превышают термодинамические. Вода вдавливается -в дорогу впереди движущегося колеса и выжимается из нее позади колеса. Результаты такого насосного действия разнообразны и трудно поддаются учету. [c.81]

Изучена возможность применения газовой хроматографии для оценки адгезии битумов к минеральным материалам. Найдено,что по1саза-телем оценки адгезии может служить такая термодинамическая характеристика, как - разность свободных энергий сорбции. Показано, что iл с) может быть рассчитана на основе параметров удерживания исследуемой хроматографической системы, где сорсЗентом служит минерал, модифицированный 1% анализируемого битума, а сорбитом - тест-вещества, используемые в газовой хроматографии. Библ.З, табл.З. [c.168]

Имеются данные, свидетельствующие об определенной корреляции между термодинамической работой адгезии и ее механическими параметрами, определяемыми методом отрыва. В [2-143] рассчитаны корреляционные связи между углом смачивания при 200 С и пределом прочности при сжатии, плотностью и пористостью электродов Зодерберга. Эти коэффициенты корреляции равны -(0,944-0,70) -0,78 -0,87 соответственно. [c.149]

В заключение вычислим по уравнениям (3)—(5) Гфункции Ф12, Ф 2 и 12- Соответствующие термодинамические функции адгезии и когезии даются выражениями [c.81]

Термодинамическая предпосылка адгезии состоит в снижении при сближейии адгезива и субстрата на расстояния, сопоставимые с радиусом действия мeж юлeкyляpныx сил. Молекулярно-кинетической предпосылкой адгезии является обеспечение достаточно высокой подвижности молекул адгезивов и субстратов в фаничных зонах. Для полимеров этот показатель увеличивается со снижением молекулярной массы, повышением гибкрсти макромолекул и температуры. [c.93]

В настоящее время известны и развиваются различные теории адгезии полимеров диффузионная, термодинамическая, молекулярно-адсорбционная, электрорелаксационная, химическая, физикохимическая, реологическая и т.д. [30—40]. По-видимому, неправомерно говорить об универсальной теории адгезии. [c.82]

При дублировании двух слоев не-вулканизованных резиновых смесей, которые можно рассматривать как вязкие или упруговязкие жидкости, сравнительно быстро достигается плотный контакт по площади, соответствующей номинальной площади контакта. Если полимеры несовместимы термодинамически, то между ними сохраняется четкая граница раздела. При этом адгезия определяется межмолекулярным взаимодействием [32] или (при полном отсутствии воздушных включений, загрязнений и оксидных пленок на поверхности) когезионной прочностью более слабого компонента, же юлимеры совме Т1ш 1 (самопроизвольно смеши-ваютсяУРгоГвследствие взаимодиффузии макромолекул будет происходить постепенное размывание границы контакта с образованием промежуточного диффузного слоя. При этом граничный слой приобретает свойства полимера в объеме и прочность адгезионного соединения также следует рассматривать с позиций общих представлений о природе (объемной) прочности полимеров. При соединении резиновой смеси с вулканизатом, даже если они приготовлены на основе совмещающихся каучуков, вследствие наличия пространственной устойчивой структуры у вулканизата возможна, главным образом, односторонняя диффузия смеси. Поэтому всегда сохраняется четкая граница раздела и глубокий микрорельеф поверхности. Истинная (фактическая) площадь контакта в этом случае может быть гораздо больше (в десятки раз) номинальной [39, 40] и при полном покрытии этого рельефа пластичной резиновой смесью прочность связи может быть довольно высокой (до 1—2 МПа), даже если удельное межмолекулярное или химическое взаимодействие сравнительно мало и имеются многочисленные дефекты и включения в граничном слое. Например сложная структура технических волокон (рис. 2.18) может быть причиной многих дефектов резино-кордной системы. [c.96]

При склеивании полимерных материалов высокая степень Смачивания является первой стадией формирования граничного слоя, затем следует диффузия сегментов и молекул контактируемых веществ. С. С. Воюцкий показал, что вследствие диффузии исчезает четкая граница раздела и образуется переходный слой, величина и свойства которого во многом определяются совместимостью дублируемых материалов Известно, что термодинамическую совместимость двух полимеров в большинстве систем можно характеризовать параметром . При дублировании каучуков, резиновых смесей и вулканизатов, а также при креплении к чуков к волокнам и пластикам повышенной прочностью сцепления, обеспечивающей когезионный характер разрушения в зоне контакта, обладают те пары полймеров, для которых параметр р имеет минимальное значение В качестве примера в табл. 29 приведены данные, показывающие влияние параметра сойместймости р на адгезию каучуков к пластикам, а на рис. 84 влияние параметра [c.191]

Термодинамическое совмещение эластомеров пропиточного состава и резиновой смеси положительно влияет на прочность связи на границе адгезив — резина Способность смолы к дальнейшей конденсации в процессе вулканизации изделия с образованием химических связей между теми же эластомерами и одновременным усилением переходйого слоя также способствует повышению прочности связи Для повышения общей работоспособности [c.203]

Адсорбционное взаимодействие на границе раздела фаз определяет адгезию полимеров к твердой поверхности. При этом следует говорить об адгезии в термодинамическом понимании как о работе, необходимой для преодоления сил сцепления двух различных поверхностей. С этой точки зрения должна существовать определенная связь между адсорбцией полимера на твердой поверхности и его адгезией. К сожалению, хотя во многих работах по исследованию адсорбции провозглашается задача установления связи адсорбции с адгезией, практически нигде такая задача ие решалась, т. е. отсутствуют данные по сопоставлению адсорбции с термодинамической работой адгезии. Это может быть связано прежде всего с тем, что оценка термодинамической работы адгезии полимера к твердому телу экспериментально чрезвычайно затруднена. Вместе с тем обычно адгезию характеризуют не термодинамической равновесной величиной, а неравновесной работой 01рыва. [c.173]

Критика представлений Зисманадана в работе [10]. Зисман считает, что основной причиной адгезии является наличие силового поля молекул твердой поверхности, которое притягивает молекулы адгезива, и что действие силового поля при этом не зависит от изменений, происходящих в объеме последнего, если они не сопровождаются изменениями плотности или молекулярной ориентации на границе раздела. Однако именно в случае полимеров такие изменения в объеме происходят, поэтому нельзя переносить данные о термодинамической работе адгезии для жидкого адгезива на тот же адгезив после отверждения. Кроме того, для полимеров, как уже было сказано, действие поверхностных сил не ограничивается непосредственным контактом молекулярных слоев с поверхностью, а распространяется от поверхности на значительные расстояния. Таким образом, изменение структуры граничного слоя, происходящее при отверждении или удалении растворителя, оказывает влияние на адгезию. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология