Адгезія - це що таке? Адгезія: визначення

Термін «адгезія» нерідко зустрічається документах з різних наукових дисциплін. Він застосовується і в фізиці, і в хімії, і в біології. Однак у кожної науки свій підхід до того, що таке адгезія, визначення якої з урахуванням всіх граней явища дати не може поки ні один вчений. Правда, всі сходяться в одному: вона являє собою поєднання, взаємодія різних частинок.




Якщо розглядати її як процес, можна сказати, що адгезія - це явище, яке полягає в появі взаємодії між деякими конденсованими фазами. Коли відбувається їх молекулярний контакт, взаємодія призводить до виникнення нової гетерогенної сутності. Якщо цей феномен розуміти як властивість, то адгезія - це (у випадку з рідинами) взаємодія між рідкою і твердою фазами на границі їх розділу.

Фізика

З позицій фізики, адгезія - це зчеплення поверхонь різних речовин при їх зіткненні. Причому речовини можуть знаходитися як в однакових, так і в різному агрегатному стані. Таким чином, ефект може стосуватися двох твердих, двох рідких або рідкого і твердого речовин.




Речовини зчіплюються під впливом наступних факторів:

виникають хімічні зв'язки молекул двох речовин,

відбувається дифузія, коли молекули першого речовини проникають під кордон поверхні другого,

діють сили Ван-дер-Ваальса, що виникають тоді, коли відбувається поляризація молекул.

Є ще приватні випадки, коли може проявлятися адгезія. Їх часто плутають. Це аутогезія і когезия. Аутогезія виникає як наслідок зчеплення однорідних тіл, проте межа розділу фаз при цьому зберігається. Когезия може виникати при взаємодії молекул одного тіла. У природних умовах виникають випадки, коли адгезія з-за різноманітних зовнішніх причин стає когезией. Така ситуація виникає при дифузії в разі, якщо межі фаз стають розмитими. У ряді випадків сила адгезійної зв'язку між фазами може виявитися більше когезионной. Тоді, в залежності від міцності речовини, при додатку сили до з'єднання речовин межа розділу зберігається або когезионние зв'язки розриваються.

Хімія

Хімія має схожу з фізикою бачення процесу адгезії. Багато технологічні процеси в хімічній промисловості взяли на озброєння практичне використання цього явища. Саме воно лежить в основі технології виготовлення композитних матеріалів, на ньому ж засновано і виробництво лакофарбових матеріалів. Поняття адгезії в хімічній науці застосовують тоді, коли ведуть мову про процес склеювання поверхонь у твердому стані клеючим речовиною (субстрати склеюються адгезивом).

Біологія

У біологічній науці термін використовується не у відношенні молекул, а стосовно до відносно великим за розмірами біологічних часток – клітин. Адгезія - це таке з'єднання клітин, яке дозволяє сформувати гістологічні структури правильно, а тип цих структур визначається специфікою клітин, що беруть участь у взаємодії. Результат взаємодії залежить від наявності на поверхні клітин з'єднуються певних білків.

Вплив на властивості матеріалів

Адгезія володіє можливістю в значній мірою змінювати характеристики поверхонь, які прийшли в зіткнення. Вона може сприяти придбання поверхнями низького коефіцієнта тертя. Якщо при цьому речовини мають тверду кристалічну структуру, то стає можливим їх подальше використання в якості антифрикційних мастил. Такі ефекти, як капілярність і змочуваність, також відбуваються внаслідок цього явища.

Одиниця виміру

Коли відбувається адгезія, енергія тіла на деякій частині поверхні миттєво стає менше. З цієї причини її прийнято вимірювати роботою або силою, потрібній для того, щоб відірвати один від одного на поверхні певної одиниці площі.

Застосування адгезії в будівництві

Таке фізичне явище, як адгезія, сприяло удосконаленню технологічного процесу виготовлення сталевих плит і блоків, мають тонкі і товсті стінки. Володіння інформацією про механізми явища дало можливість збільшити продуктивність ліній виготовлення цієї будівельної продукції і помітно скоротити вагу конструкцій. Тільки це явище дає можливість виробляти фарбування та покриття лаком поверхонь будматеріалів, наносити гальванічні і анодні покриття. Ці операції сприяють створенню антикорозійного захисту металу, наданню матеріалу товарного вигляду. Знання природи явища надає істотну допомогу в якісному склеюванні різноманітних матеріалів і міцної їх зварюванні. За участю адгезії виробляється покриття металів оксидними плівками, що виконують захисні функції. Ефект знаходить застосування при виробництві бетонних робіт - у ситуаціях, коли не відразу вдається досягти повної заливки бетоном об'єкта. При проведенні повторної заливки два бетонних підстави утворюють між собою так званий холодний стик, негативно впливає на міцнісні характеристики з'єднання. Адгезія також рекомендована до застосування у випадках, коли необхідно відокремити бетон від форми із сталі. Іншими способами цю операцію виконати просто неможливо. Застосування адгезії дає можливість успішно боротися з дефектами поверхонь готових виробів з бетону.

Цементні розчини

Поділ клейових розчинів з участю цементу на класи С1 і С2 базується на оцінці ступеня адгезії розчину до основи після затвердіння. Адгезія розчину клею класу С1 до основи за вимогами європейських стандартів якості повинна становити більше 05 МПа, в той час як для цементного клейового розчину класу С2 її значення - не менше 10 Мпа. Таким чином, різницю між двома класами розчинів визначає міцність адгезії.

Методи визначення адгезії

Методи, якими визначається адгезія (ГОСТ 15140-78):

відшарування;

гратчасті надрізи;

гратчасті надрізи з зворотним ударом;

паралельні надрізи.

Адгезія в металургії

При адгезії відбувається збереження кордону розділу фаз між тілами. Адгезія металів знаходить свій вияв тоді, коли проводиться коагуляція неметалічних включень у складі рідких металів та сплавів. Адгезія сприяє укрупненню неметалевих включень, що надалі призводить до їх виведенню з металу в шлак. Ефект адгезії або змочування неметалічних включень рідким металом може:

заважати витягу включень з металу у тому випадку, якщо розплав металу добре змочує неметалеві включення (у цьому випадку має місце хороша адгезія);

створювати умови для видалення неметалічних включень з металу в ситуації, коли ці включення недостатньо змочуються металевим розплавом (у цьому випадку величина адгезії невелика).

При проведенні холодної зварювання практично всі тверді метали, що знаходяться в пластичному стані, піддаються з'єднанню під тиском. Адгезія лежить в основі зчеплення з металом гальванічних, оксидних, сульфідних покриттів, які наносяться на поверхню металу з метою захисту виробів від корозії. Адгезія покриття забезпечує надійне його зчеплення подібних складів з поверхнею металів. Вона знайшла своє застосування в порошковій металургії, коли формуються і спікається вироби з металевих порошків. Адгезія матеріалів широко застосовується у випадках, коли необхідно паяти, лудити, цинкувати, наносити різноманітні лакофарбові покриття. Без неї не обходиться створення різних композитних матеріалів. При виготовленні таких матеріалів частинки будь-якої речовини входять в контакт з основою сплаву. Ефект збільшується при наявності електричного заряду на поверхнях тіл, що дозволяє при з'єднанні утворити донорно-акцепторную зв'язок. Посилюється адгезія також при проведенні хімічної очистки поверхонь, що з'єднуються. Для цих цілей використовуються знежирення, вакуумування, іонне бомбардування, вплив електромагнітного випромінювання.

Активатор адгезії

Коли експлуатується автомобіль, пори дрібних розмірів на поверхні лакофарбового шару і полімерних деталей засмічуються залишками пилу, смол, автохімії. Внаслідок цього спроба що-небудь приклеїти на деталі часто закінчується невдачею внаслідок поганої адгезії поверхні. Знежирення не дозволяє усунути всі забруднення. Активатор адгезії розроблений для використання при підготовці поверхонь перед нанесенням декоративних плівок, наклейок, шильдиків, двостороннього скотчу. Активатор істотно збільшує адгезійні властивості поверхонь завдяки спеціально розробленому складу. Його застосування дозволяє гарантувати, що приклеювання буде надійним і дозволить експлуатувати з'єднуються матеріали протягом тривалого часу. Висока адгезія, забезпечувана активатором, є причиною високого попиту на нього.