Адсорбционная теория адгезии

В адсорбционной теории адгезию представляют с позиции молекулярного взаимодействия, а весь комплекс адгезионных явлений рассматривается как результат проявления межмолекулярного взаимодействия (ван-дер-ваальсовые, водородные и химические).

Силы молекулярного взаимодействия существенно зависят от расстояния. Расчетами и экспериментально установлено, что силы притяжения обратно пропорционально расстоянию в третьей или в четвертой степени, т.е. Евзаим~1/23-И/24. Например, при расщепление слюды на расстояние от точки расщепления в 100 А сила притяжения —1,5 кг/см2, при 20 А - 300, а при 10 А (1 нм) -1100 кг/см2.

При рассмотрении межфазового взаимодействия на границе адгезив - субстрат необходимо иметь в виду, что молекулярное поле твердой (жидкой) поверхности простирается на более значительное расстояние, чем несколько А. Следовательно, твердая поверхность влияет на структуру и свойства прилегающих слоев второй фазы, т.е. проявляется так называемый пристенный эффект, вызванный дальнодействием поверхностных молекулярных сил.

Теоретическими расчетами показано, что молекулярные силы на границе раздела могут обеспечить достаточно высокую адгезионную прочность в том случае, когда прочность невысокая, значит, не использованы потенциальные возможности системы или есть причины уменьшающие связь.

Первым актом при контакте адгезива с субстратом является адсорбция полимера. Реально твердые поверхности характеризуются неоднородностью в геометрическом и энергетическом отношении, наличием дефектов и различных поверхностных примесей. Это обусловливает разнообразие различных центров адсорбции и ее формы.

Основными факторами, влияющими на адсорбцию полимеров, являются молекулярная масса полимера, структура и состав полимера, температура, свойства субстрата и характеристики ее поверхности, а также концентрация раствора, тип растворителя (если адгезив наносится в виде растворов).

При адсорбции полимера из раствора в зависимости от природы растворителя («плохой» или «хороший»), концентрации раствора меняются структура адсорбционного слоя, его толщина, а также конформация макромолекул полимера.

Необходимо также отметить, что при адсорбции полимера из раствора адсорбируется и растворитель, т.е. протекают два конкурирующие друг с другом процесса. Скорость установления адсорбционного равновесия зависит от природы полимера и растворителя, типа адсорбента, но стадией, определяющей скорость адсорбции, является диффузия полимера к поверхности адсорбента и в его поры.

С учетом процесса диффузии скорость адсорбции зависит также от размера макромолекул, от склонности макромолекул к изменению конформации и к образованию надмолекулярных структур, их формы и размеров.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >