Диффузионная теория адгезии

Согласно диффузионной теории адгезионное взаимодействие определяется взаимной диффузией макромолекул через межфазную границу раздела. Необходимым условием протекания такого процесса является достаточная подвижность молекул полимера. Подвижность макромолекул определяется их гибкостью, величиной межмолекулярного взаимодействия и всеми факторами, влияющими на гибкость (молекулярная масса, строение и структура, наличие заместителей и т.п.). Согласно этой теории прочность адгезии определяется помимо указанных факторов также временем и температурой.

Установлено, что в результате диффузии (взаимопроникновения), например, макромолекул полиизобутилена даже на глубину 1-2 нм (0,001-0,002 мкм) прочность возрастает в пять-девять раз.

Одним из недостатков диффузионной теории адгезии считается, что она не учитывает высокоэластическую и пластическую диссипацию энергии при разрушении адгзезионного соединения.

Примером использования диффузионной модели на практике может служить сварка полимеров, например полиакрилатов, поликарбонатов и др. При нагреве макромолекулы поверхностных слоев становятся подвижными, что обеспечивает их взаимопроникновение и образование соединения. Аналогичный результат, т.е. образование адгезионного соединения, можно достичь, если использовать соответствующие растворители.

Следует еще раз подчеркнуть, что диффузионная теория применима для полимерных систем, компоненты которых взаимно растворимы или совместимы. Критерием для оценки соотношения степени растворимости или совместимости служит параметр Гильдербрандта:

где дн, - молекулярная теплота (энтальпия) парообразования (испарения); Vj - молекулярный объем.

Отношение АН,/ называют плотностью когезии. Чем больше

разница плотности когезии компонентов в системе, тем меньше совместимость и растворимость компонентов. При существенном различии плотности когезии, высокой степени структурирования или кристалличности одного из полимеров, а также при температуре более низкой, чем температура стеклования взаимной диффузией можно пренебречь. В этом случае адгезионное взаимодействие будет реализоваться по другим механизмам.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >