Adeziune

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 august 2022; verificările necesită 3 modificări .

Aderența (din lat. adhaesio - „lipire”) în fizică este aderența suprafețelor unor corpuri solide și/sau lichide diferite [1] . Aderența se datorează interacțiunilor intermoleculare ( Van der Waals , polar , uneori difuzie reciprocă ) în stratul de suprafață și se caracterizează prin munca specifică necesară pentru separarea suprafețelor. În unele cazuri, aderența se poate dovedi a fi mai puternică decât coeziunea , adică aderența într-un material omogen, în astfel de cazuri, atunci când se aplică o forță de rupere, are loc o rupere de coeziune , adică un gol în volumul celui mai mic. puternic a materialelor de contact.

Un caz special de aderență este autoeziunea - o legătură între corpurile condensate omogene în timpul contactului lor molecular [2] . Cu autoeziune se păstrează interfața dintre corpuri; în acest sens, autoeziunea diferă de coeziune, care se referă la legătura dintre particulele dintr-un corp în cadrul aceleiași faze și caracterizează rezistența corpurilor condensate, adică capacitatea lor de a rezista forței externe [2] .

Aderența afectează în mod semnificativ natura frecării suprafețelor de contact: de exemplu, atunci când interacționează suprafețe cu aderență scăzută, frecarea este minimă. Un exemplu este politetrafluoretilena ( Teflon ), care, datorită aderenței scăzute la majoritatea materialelor, are un coeficient de frecare scăzut. Unele substanțe cu rețea cristalină stratificată ( grafit , bisulfură de molibden , nitrură de bor hexagonală ), caracterizate atât prin valori scăzute de aderență, cât și de coeziune , sunt utilizate ca lubrifianți solizi .

Cele mai cunoscute efecte de aderență sunt capilaritatea , umectarea/neumectarea, tensiunea superficială , meniscul lichid într-un capilar îngust, frecarea statică a două suprafețe absolut netede. Criteriul de aderență în unele cazuri poate fi timpul de desprindere a unui strat de material de o anumită dimensiune de un alt material într-un flux de fluid laminar .

Aderenţa are loc în procesele de lipire , lipire , sudare , acoperire . Aderența matricei și a umpluturii compozitelor (materiale compozite) este, de asemenea, unul dintre cei mai importanți factori care afectează rezistența acestora.

În biologie, aderența celulară nu este doar o legătură a celulelor între ele, ci o astfel de legătură care duce la formarea anumitor tipuri corecte de structuri histologice specifice acestor tipuri de celule. Specificitatea adeziunii celulare este determinată de prezența proteinelor de adeziune celulară pe suprafața celulei - integrine , cadherine etc. De exemplu, aderența trombocitelor pe membrana bazală și pe fibrele de colagen ale peretelui vascular deteriorat.

În protecția anticorozivă , aderența materialului de acoperire la suprafață este cel mai important parametru care afectează durabilitatea acoperirii. Aderenta - aderenta materialului de vopsea la suprafata de vopsit, una dintre principalele caracteristici ale acoperirilor industriale. Aderența vopselelor și a lacurilor poate fi de natură mecanică, chimică sau electromagnetică și se măsoară prin forța de separare a vopselei pe unitatea de suprafață a substratului. O bună aderență a materialului de vopsea la suprafața de vopsit poate fi asigurată numai prin curățarea temeinică a suprafeței de murdărie , grăsime , rugina și alți contaminanți. De asemenea, pentru a asigura aderența, este necesar să se obțină o anumită grosime a stratului, pentru care se folosesc calibre de grosime a filmului umed . Au fost adoptate și aprobate criteriile [3] pentru a evalua adeziunea/coeziunea .

Teorii de adeziune

Adeziunea este un fenomen extrem de complex, motiv pentru care există multe teorii care interpretează acest fenomen din diferite poziții. În prezent sunt cunoscute următoarele teorii ale aderenței:

Teoria adsorbției , conform căreia fenomenul are loc ca urmare a adsorbției adezivului pe porii și fisurile suprafeței substratului.
Teoria mecanică consideră aderența ca rezultat al manifestării forțelor de interacțiune intermoleculară între moleculele de contact ale adezivului și substrat.
Teoria electrică identifică sistemul „adeziv-substrat” cu un condensator și stratul dublu electric , care apare atunci când două suprafețe diferite intră în contact cu căptușeala condensatorului.
Teoria electronică consideră aderența ca rezultat al interacțiunii moleculare a suprafețelor de natură diferită.
Teoria difuziei reduce fenomenul la difuzia reciprocă sau unilaterală a moleculelor de adeziv și substrat.
Teoria chimică explică aderența nu prin interacțiune fizică, ci prin interacțiune chimică.

Descriere fizică

Aderența este o lucrare termodinamică reversibilă a forțelor care vizează separarea a două faze diferite (eterogene) aduse în contact. Descris de ecuația Dupre :

${Wa=\sigma _{13}+\sigma _{12}-\sigma _{23}}$

Unde Wa este munca reversibilă de aderență la limita de fază, σ 13 este energia de suprafață la interfața solid suprafață-gaz (TG), σ 12 este energia de suprafață la interfața lichid-gaz (LG), σ 23 este energia de suprafață la suprafața solidă - interfață gaz lichid (TL).

Lucrarea de aderență este legată de energia Gibbs :

${Wa=-\Delta G^{o)}$

O valoare negativă a ΔG° indică o scădere a muncii de aderență ca urmare a formării tensiunii interfaciale.

Modificări ale energiei Gibbs a sistemului în timpul procesului de aderență:

${\Delta G_{1}^{o}=\sigma _{13}+\sigma _{12))$

${\Delta G_{2}^{o}=\sigma _{23))$

${\Delta G^{o}=\Delta G_{2}^{o}-\Delta G_{1}^{o)}$

${\sigma _{23}-\sigma _{13}-\sigma _{12}=\Delta G^{o))$ .

Aderența este indisolubil legată de multe fenomene de suprafață, cum ar fi umezirea . Dacă aderența determină o legătură între un corp solid și un lichid în contact cu acesta, atunci umezirea este rezultatul unei astfel de legături. Ecuația Dupre-Young arată relația dintre aderență și umezire:

${Wa=\sigma _{12}(1+\cos \theta ))$

unde σ 12 este tensiunea superficială la interfața dintre două faze (lichid-gaz), cosθ este unghiul de umectare , Wa este lucrul reversibil de aderență.

Rezistența contactelor adezive depinde nu numai de munca de separare a suprafețelor, ci și de forma de contact. Contactele de formă complexă încep să se desprindă de pe margini [4] , frontul de separare se extinde apoi spre centrul contactului până se ajunge la o anumită configurație critică, la care are loc o pierdere instantanee a contactului. Procesul de separare pentru contacte de diferite forme poate fi observat în film [5] .

Vezi și

Note

↑ Ghiliarov, 1986 , p. unsprezece.
↑ 1 2 Zimon A. D., Coloid Chemistry, 2015 , p. 47.
↑ ISO 16276 Protecția anticorozivă a structurilor din oțel prin sisteme de vopsea de protecție. Evaluarea și criteriile de acceptare pentru aderența/coeziunea (rezistența la fractură) a unei acoperiri. — 2007.
↑ Valentin L. Popov, Roman Pohrt, Qiang Li. Rezistența contactelor adezive: Influența geometriei contactului și a gradienților de material // Frecare . — 2017-09-01. — Vol. 5 , iss. 3 . — P. 308–325 . — ISSN 2223-7704 2223-7690, 2223-7704 . - doi : 10.1007/s40544-017-0177-3 . Arhivat 14 octombrie 2020.
↑ Fizica frecării. Frecare științifică: Aderența formelor complexe (6 decembrie 2017). Preluat la 30 decembrie 2017. Arhivat din original la 7 mai 2021. (nedefinit)

Literatură

Deryagin B. V. , Krotova N. A., Smilga V. P. Adeziunea solidelor. — M .: Nauka, 1973.
Freidin AS, Turusov RA Proprietăți și calculul îmbinărilor adezive. - M .: Chimie, 1990.
Berlin A. A., Basin V. E. Fundamentele adeziunii polimerilor. — M .: Chimie, 1974.
Zimon A.D. Chimie coloidului: curs general. - Ed. a VI-a. - M. : Krasand, 2015. - 342 p. - ISBN 978-5-396-00641-6 .
Trizno M.S., Moskalev E.V. Adezivi și lipire. - L.: Chimie, 1980.
Belov P. A., Lur'e S. A. Teoria interacțiunilor adezive ideale. Mecanica materialelor și structurilor compozite, 2007, volumul 13, nr. 4, p. 519
Dicţionar enciclopedic biologic / Ch. ed. M. S. Gilyarov ; Redacție: A. A. Baev , G. G. Vinberg , G. A. Zavarzin și alții - M . : Sov. Enciclopedia , 1986. - 831 p. — 100.000 de exemplare.

Link -uri

Informații de la NEWCHEMIStry.RU
Adeziune - articol din Marea Enciclopedie Sovietică .

Dicționare și enciclopedii	Mare norvegian Rusă mare Brockhaus și Efron in jurul lumii Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	GND : 4000493-4 J9U : 987007292821205171 LCCN : sh85000861 NKC : ph118255