Химическая теория адгезии

Химическая теория адгезии объясняет образование клеевого соединения за счет возникновения химических связей на границе раздела фаз. [c.447]

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]

Согласно адсорбционной (молекулярной) теории адгезии [67, с. 14], адгезионная прочность полимерных покрытий и клеев обусловлена образованием физических и химических связей [c.195]

Совершенно очевидно, что говорить о каком-либо едином механизме химической теории адгезии нельзя, так как каждый случай химической адгезии имеет свой особый, вполне специфический механизм. Механизмов химической адгезии, вероятно, столько же сколько пар адгезивов и субстратов, могущих вступать в химическое взаимодействие. [c.160]

В соответствии с химической теорией адгезии для получения прочного соединения необходимо, чтобы соединяемые материалы взаимодействовали между собой с образованием химических связей через границу раздела фаз. Хотя такие связи иногда и возникают, но вообще склеивание происходит в большинстве случаев в условиях, которые делают невозможным возникновение химических связей. Если бы даже такая возможность появилась, нельзя было бы утверждать, что химические реакции протекают только на поверхности материалов, а также сказать, в какой степени такие реакции влияют на прочность соединения. [c.11]

С нашей точки зрения, очень многие из представлений, развитых основоположниками химической теории адгезии, являются плодотворными для понимания адгезионных явлений, происходивших на границе раздела адгезив — гладкая, твердая поверхность. [c.166]

Излагаются основные понятия современной теории адгезии и фазовых переходов. Предложена модель адгезии на межфазной границе раствор полимера - субстрат , как расширение двумерного поверхностного газа в поле межмолекулярных сил субстрата. Показаны особенности фазовых переходов и адгезии в полимерных смесях. Изложены результаты экспериментов по изучению влияния хаоса компонентного состава на характеристики фазовых переходов в многокомпонентных высокомолекулярных системах. Установлено, что концентрационный хаос искажает критические константы фазовых переходов, определяемые из классов универсальности. Обнаружен эффект пространственно-временного совмещения фазовых переходов в многокомпонентных высокомолекулярных системах с концентрационным хаосом. Учебное пособие предназначается для студентов и аспирантов химических, химико-технологических и инженерных специальностей вузов и может быть рекомендовано специалистам в области технологии, физики и химии полимеров, композиционных материалов, текстильной промышленности и нефтехимии. [c.2]

Все изложенное выше показывает, что теория адсорбции полимеров и теория адгезии являются важнейшими составляющими физической (или коллоидной) химии наполненных полимеров. В дальнейшем будет подробно рассмотрено возникновение молекулярной, надмолекулярной и химической гетерогенности в наполненных полимерах [53]. Существование различных уровней гетерогенности также позволяет определить физическую химию наполненных полимеров как раздел коллоидной химии, касающийся образования и свойств полимерных гетерогенных дисперсных систем, в которых поверхностные явления играют существенную роль. [c.16]

Молекулярная теория адгезии, по существу, основывается на химии полимераналогичных превращений, механизме катализа, а также на теории адсорбции полимеров. Это химический аспект молекулярной теории адгезии. Кроме того, молекулярная теория придает важное значение термодинамике адгезии. [c.44]

Механизм усиления полимеров порошкообразными наполнителями — явление чрезвычайно сложное и многогранное. В нашу задачу не входит всесторонний анализ во многом еш е нерешенных проблем усиления, тем более что этому посвящены специальные монографии и сборники [1—3]. Нам необходимо рассмотреть вопросы, важные для установления связи между эффектом усиления и адгезией полимера к частицам наполнителя. Это даст возможность подходить к анализу системы полимер — наполнитель с тех же позиций, что и к любым системам адгезив — субстрат, т. е, учитывать химическую природу соединяемых материалов, наличие функциональных групп и их взаимодействие, пользоваться различными приемами модификации поверхности для повышения адгезии, применять основные положения молекулярной теории адгезии [4, с. 231, 261, 285]. [c.341]

Физико-химические закономерности адгезии полимеров, изложенные в первой части монографии, и экспериментальный материал, приведенный во второй части, позволяют выработать единый подход к проблеме адгезии полимеров, теоретической основой которого является молекулярная теория адгезии [1—4]. Таким образом, учитываются физико-химические особенности полимерных адгезивов, закономерности взаимодействий полимер — субстрат и факторы, обусловливающие прочность адгезионного соединения. По существу, это единственно возможная позиция, позволяющая анализировать проблемы адгезии всесторонне, в то-время как другие теории адгезии рассматривают частные [вопросы диффузию при формировании адгезионного соединения, реологические эффекты, закономерности деформации и разрушения адгезионных соединений. Эти вопросы, как мы видели, рассматриваются и молекулярной теорией адгезии, но именно как частные-вопросы при анализе той или иной стороны проблемы. [c.363]

Природа адгезии довольно сложна, существуют различные теории адгезии механическая, молекулярная, химическая, диффузионная, электрическая. [c.29]

Из общих представлений теории адгезии высокомолекулярных соединений и особенностей крепления резино-кордных систем, изложенных в предыдущей главе, вытекает, что для обеспечения надежной прочности связи в резино-кордных изделиях необходимо наличие межмолекулярного химического взаимодействия на границах раздела системы корд—адгезив — резина. Это достигается применением латексных полимеров адгезива и введением в адгезив веществ с реакционноспособными функциональными группами, а в состав обкладочных резин — активных добавок. При этом необходима определенная степень смачивания на границах раздела. В системах, работающих при многократных знакопеременных деформациях, должен быть обеспечен определенный комплекс физико-меха-нических свойств пленок адгезива. [c.98]

Из всех теорий адгезии, описанных в литературе [123, с. 12 141 174 273, с. 21 274 280 281, с. 7 282], в которых сделана попытка объяснить причину сцепления, наиболее признанной является адсорбционная, или, как она называется в отечественной литературе [174, 280], молекулярная теория адгезии, согласно которой, сцепление между разнородными телами обусловлено действием межатомных (химических) и (или) межмоле-кулярных (физических) сил, имеющих электрическую природу. [c.201]

ТЕОРИИ АДГЕЗИИ Химическая теория [c.309]

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]

Авторы электрической теории адгезии исследовали влияние химического строения веществ на адгезию и пришли к выводу , что в зависимости от природы контакта и характера процесса его нарушения взаимодействие между двумя твердыми телами может осуществляться силами различной природы, и было бы совершенно ошибочным, без конкретного исследования каждого случая, исключать тот или иной тип сил при вычислении удельной силы адгезии. [c.313]

Каков же механизм возникновения адгезионной связи между полимерным покрытием и металлической поверхностью Существует несколько теорий, различным образом трактующих природу этого явления. За рубежом главным образом придерживаются адсорбционной теории, разработанной Н. А. Дебройном, который рассматривает адгезионную связь как адсорбционную. По мнению советских ученых [36], адсорбционная теория ошибочна по своей сути, поскольку теория адгезии должна охватывать любые основные факторы, влияющие на величину адгезии, между тем адсорбционные явления не всегда сопутствуют возникновению адгезионной связи. По наиболее современным представлениям, развитым Б. В. Дерягиным, Н. А. Кротовой, В. П. Смилгой [36], адгезия во всех случаях является результатом межмолекулярного взаимодействия поверхностей разнородных материалов и обусловливается силами химической связи, или силами Ван-дер-Ваальса. Поэтому нельзя противопоставлять электронную теорию адгезии химической теории. [c.29]

Ни одна из существующих теорий адгезии пока не может полностью объяснить всех явлений и причин связей, возникающих между резиной, клеем и металлом при креплении. Механизм крепления при помощи отдельных методов, таких, например, как метод крепления через слой латуни, через слой изоцианатного клея, может быть объяснен силами химического взаимодействия. Связь между резинами и металлами, достигаемая при помощи других методов крепления, и клеев холодного отверждения, по-видимому, может возникать в результате взаимодействия электрических и межмолекулярных сил. [c.330]

Существуют многочисленные теории адгезии [3, 12, 15, 32, 36, 89], которые по-разному объясняют весь комплекс адгезионных явлений. К сожалению, в настоящее время в нашем распоряжении нет подходящего математического или экспериментального аппарата для проверки некоторых из них. В большинстве случаев эти теории рассматривают адгезию как результат взаимодействия молекул [3, 12], между которыми могут действовать физические, химические и межмолекулярные силы. К этому следует добавить и взаимодействия на надмолекулярном уровне. Однако не все исследователи считают, что проблемы адгезии можно решить, анализируя взаимодействия между молекулами [31, 89], хотя некоторые явления эти теории объясняют [89]. Автор работы [4] выдвинул практически новую концепцию адгезии, вводя понятие о слабых и прочных овязях. В соответствии с [4] другие теории отрицаются на основании результатов разрушения клеевого соединения. [c.10]

В настоящее время наиболее употребительны следующие теории адгезии молекулярная (адсорбционная), электростатическая, диффузионная, реологическая и химическая. В литературе часто упоминается механическая теория, в соответствии с которой при склеивании образуется механическое соединение. Это подтверждает принятая в данной теории терминология заклинивание , зацепление , захват , хотя для создания такого механического соединения двух поверхностей за счет неровностей, полостей, пор, выступов и т. п. используется клей. Прочность такого соединения определяется прежде всего механическими свойствами клея точно так же, как прочность различных соединений древесины, образованных по принципу отверстие — нагель — отверстие, связана с прочностью соединяющего мате риала (нагеля). [c.10]

Это определило принцип построения монографии, в которой отдельные главы посвящены теоретическим и экспериментальным вопросам, связанным с межфазными явлениями и свойствами межфазных или граничных слоев. Со всей очевидностью можно утверждать, что основу физико-химической теории наполнения полимеров составляют теории адсорбции полимеров на твердых поверхностях, адгезии полимеров к этим поверхностям и структура и свойства межфазных слоев на границе раздела полимер-твердое тело иной химической природы. [c.5]

Процесс склеивания основан на адгезии клея к склеиваемым поверхностям, т. е. на слипании двух разнородных поверхностей. В настоящее время единой общепринятой теории адгезии не существует. Наибольшее распространение получили адсорбционная (молекулярная), электростатическая, диффузионная, химическая и реологическая теории адгезии. [c.446]

Советскими учеными Б. В. Дерягиным и И. А. Кротовой предложена электрическая теория адгезии, основанная на явлениях контактной электризации при соприкосновении поверхностей двух диэлектриков (или металла и диэлектрика). Возникающий при этом двойной электрический слой препятствует разделению адгезива и субстрата. Электрическая теория адгезии лучше, чем адсорбционная, объясняет некоторые закономерности, установленные при изучении явления адгезии, но и она не лишена недостатков. В частности, электрическая теория не может объяснить образования адгезионной связи между полимерами, близкими по своей химической природе. Кроме того, согласно электрической теории адгезии неполярные полимеры не могут давать прочных связей, поскольку они не способны быть донорами электронов, тогда как известна высокая адгезия многих неполярных полимеров к различным поверхностям. [c.102]

Основываясь на молекулярной теории адгезии, можно заключить, что одним из основных путей регулирования прочности склейки является химическое воздействие на адгезив или субстрат. Например, хлорируя полиэтилен, можно существенно повысить его адгезию к целлофану и другим полярным субстратам. Повысить адгезию полиэтилена тс металлам можно в результате [c.92]

Таким образом, каждая из теорий адгезии основана на преобладании того или иного процесса или явления, и поэтому ни одна из них не является универсальной. В каждом конкретном практическом случае в зависимости от свойств адгезива и субстрата и внешних условий могут преобладать явления адсорбции или диффузии, электрические свойства или возникновение прочных химических связей, либо, наконец, явления обычного механического смачивания или впитывания. Многие случаи адгезии объясняются совокупным действием нескольких факторов. [c.94]

Адгезия и смачивание - сложные комплексные явление, зависящие от многих параметров. Конечный результат развития адгезии - адгезионное соединение, характсризз ется комплексом собственных параметров, неаддитивно связанных с параметрами исходных компонентов. Возникновение даже относительно редкой сетки межфазных химических связей кардинально изменяет весь комплекс характеристик адгезионного соединения В случае превышения энергией связи между адгезивом и субстратом энергии водородных связей, деформация адгезионных систем подчиняется закономерностям когезионного (внутрифазного) происхождения. В результате наблюдается своеобразный парадокс, когда существутощие теории адгезии и смачивания фактически сводятся к описанию образования систем с достаточно слабыми (ван-дер-ваальсовыми и водородными) связями, а на практике стремятся к генерированию максимально прочных (ковалентных и ионных) межфазных связей. Поэтому в настоящее время остаются акту альными такие научные задачи, как [c.104]

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]

В заключение следует отметить, что широко распространенная термодинамическая трактовка адгезии не является самостоятель-ной теорией [116, 149, 220—226, 238—241]. Смачивание, растекание — это всего лишь проявления молекулярных сил на границе раздела фаз, зависящие от химической природы адгезива н субстрата. Поэтому термодинамическая концепция адгезии укладывается в рамки молекулярной теории адгезии и является одной из сторон этой теории. Термодинамическая концепция рассматривает лишь один из факторов, оказывающих влияние на адгезию. Когда об этом забывают и пытаются с позиции термодинамики рассмотреть явление в целом, сталкиваются с противоречиями и трудностями. С другой стороны, учет термодинамических аспектов в рамках молекулярной теории часто оказывается полезным и плодотворным. [c.85]

Электростатическая теория адгезии принимает, что в ряде случаев адгезия обусловливается электростатическими взаимодействиями, возникающими как следствие взаимодействий отдельных адгезионноактивных молекулярных группировок. В результате образуется двойной электрический слой на границе раздела контактирующих тел, который обусловливается перераспределением электронов в зоне контакта благодаря различию химических потенциалов для электронов и переходов электронов от одного атома к другому (доиорио-акцепториое взаимодействие). При контакте аморфных тел двойной слой может возникнуть, если [c.497]

Удовлетворительное объяснение происходящих ири этом явлений дает механическая теория адгезии. На рис. 1,г показано проникновение клея в поры и заклинивание его в материале. Возможно также внедрение в клеевую пленку ворсинок, находящихся на поверхности, и прочное их закрепление после отверждения клея. Адгезив, проникая в поры, прочно держится на внутренних стенках этих пор не только за счет приклеивания к поверхности, но и склеивания волокон тканей, бумаги, кожи между собой. Однако только механический эффект заклинивания клея не мог бы обеспечить высокой прочности клеевого соединения. Действительно, между адгезивом и склеиваемым материалом наблюдаются явления, обусловленные физическими или химическими силами взаимодействия. Это создало предпосылки для пазработки молекулярной теории адгезии. [c.38]

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]

При дальнейшбхМ развитии работ авторы электрической теории адгезии уделяют все большее внимание химической природе склеиваемых поверхяостей229 231 [c.84]

Если диффузионная теория адгезии основана на переплетении молекул адгезива и субстрата, то с позиций молекулярно-адсорбци- онной теории это обстоятельство является лишь благоприятным условием для проявления сил межмолекулярного и химического взаимодействия, ответственных за создание адгезионного шва. При этом допускается возможность прочной связи без диффузионной размытости границ. [c.86]

Прочность адгезионного соединения определяет основные механические свойства полимерных композиционных материалов. При оценке адгезионной прочности необходимо учитывать физические аспекты процессов развития и роста трещин, распределения напряжений и их релаксации и разрущения, наличие внутренних напряжений и пр. Эти вопросы, выходящие за рамки физико-химического рассмотрения, подробно освещены в работе [149]. Отметим лищь несоответствие термодинамически вычисленной работы адгезии и того же показателя, определяемого по механическому разрушению адгезионного соединения. Вопрос о соотношении между адгезией полимера к поверхности и адгезионной прочностью - один из основных в теории адгезии полимеров к твердым поверхностям. [c.72]

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]

Электронная теория дополняет адсорбционную, поскольку рассматривает в качестве первопричины адгезии молекулярное взаимодействие контактируемых материалов. Поэтому противоиостазлеиие электронной теории адгезии .химическим теория.м, (т. е. теориям, рассматривающим адгезию как молекулярное взаимодействие, обусловленное особенностями химической природы) совершенно неправомерно, как справедливо подчеркивается в [30, 31]. Адгезия всегда обусловлена молекулярными силами (ван-дер-ваальсовыми, донорно-акцептор-ными, водородными и др.). Возникновение электростатической составляющей адгезионных сил — явление вторичное. Однако благодаря этому вторичному явлению достигаются, по мнению авторов электрической и электронной теорий, аномально высокие значения работы отрыва. Кроме того, электростатические силы в отличие от ван-дер-ваальсовых и химических очень медленно уменьшаются с расстоянием. При расстояниях между компонентами порядка микрона, когда другие силы практически не действуют, электростатические силы имеют существенное значение. Поэтому малые полости, которые возникают в адгезионном соединении, сохраняют возможность легко захлопываться [29,31]. [c.17]

Ими был введен термин аутогезия (самослипание) для сил сцепления при склеивании одного и того же каучука — свойства, являющегося специфической особенностью полимеров. При этом они установили, что величины адгезии НК и СКБ к кварцу весьма близки между собой, но когезионная прочность СКБ значительно ниже, чем и объясняется прилипание СКБ к вальцам во время процессов его производственной обработки.. Лвторы разработали методику изучения склеивающей способности каучуков. Заметные успехи в разработке адгезионных явлений, сделанные за последние годы, привели к развитию химической и к появлению адсорбционной, диффузионной и электрической теорий адгезии высокополимеров . [c.308]

Вместе с тем обобщенное термодинамическое рассмотрение поверхностной энергии твердых тел, в том числе и полярных, предложенное Фауксом, и учет им полярных, донорно-акцепторных и дисперсионных составляющих, действующих на поверхности раздела, включает в виде одного из типа возможных межфазных взаимодействий донорно-акцепторные взаимодействия. По теории Дерягина, этим воздействиям необоснованно приписывается определяющая роль в адгезии. Фактически на межфазной границе в зависимости от природы контактирую-щих тел действуют самые различные силы, вплоть до чисто ионных и химических взаимодействий, поэтому описывать их целесообразнее в рамках единого молекулярного подхода, т.е. с позиций молекулярной теории адгезии. [c.66]

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]

Прежде чем остановиться на адгезионных характеристиках фосфатных вяжущих материалов, необходимо рассмотреть физико химическую сущность адгезий. В настоящее время распространены электрическая, адсорбционная и диффузионная теория адгезии, Поскольку диффузионная теория, видимо, неприменима для работы большинства минеральных вяжущих веществ, остановимся на первых двух. > По электрической теории Б. В. Дерягица и Н. А. Кротовой [1], адгезия обусловливается электростатическим притяжением зарядов двойного электрического слоя, образующегося на поверх-, дости раздела адгезив —. субстрат, причем отрыв клеящего вещества (адгезива) представляет собой процесс разведения обкладок микроконденсатора до наступления газового разряда. По этой теории адсорбционные явления необходимы лишь для перераспределения электронов на границе раздела, в результате чего обеспечивается двойной электрический слой. Возникновение двойного электриче- ского заряда возможно как результат ориентированной адсорбции полярных функциональных групп клея. Данные о клеящей способности полимеров показывают также на существенную роль химического фактора в процессе образования двойного электрического слоя [2]. / [c.99]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология