Haftung abhängig vom Untergrund. Adhäsion ist eine wichtige Eigenschaft von Feststoffen und Flüssigkeiten in industriellen Anwendungen. Über die Messung der Adhäsionsfähigkeit von Materialien

Warum bleibt die auf die zu lackierende Oberfläche aufgetragene Farbe nach einiger Zeit fest darauf? Warum haftet die Putzbeschichtung beim Aushärten am Untergrund? Warum ist Betonieren grundsätzlich möglich? Auf diese Fragen gibt es nur eine Antwort: Es geht um Adhäsion – das Phänomen der Verklebung zweier miteinander verbundener Oberflächen.

Was ist Adhäsion?

Die Haftung bestimmt die Möglichkeit, feste Körper mit einer Klebstoffzusammensetzung zu verkleben, sowie die Festigkeit der Verbindung zwischen der Dekor- oder Schutzbeschichtung und dem Untergrund. Der Grund für das Auftreten einer Klebeverbindung ist der Einfluss molekularer Kräfte ( physikalische Haftung) oder chemische Wechselwirkungskräfte ( chemische Adhäsion).

Die Intensität der Haftung wird durch den Schäldruck bestimmt, der auf die Beschichtung (Putz, Farbe, Dichtmasse etc.) ausgeübt werden muss, um sie vom Untergrund abzureißen/zu trennen.

Daher wird dieser Indikator normalerweise in Einheiten des spezifischen Aufwands gemessen – Megapascal(MPa). Beispielsweise bedeutet ein Schälkraftwert (oder Klebekraft, was dasselbe ist) von 1 MPa, dass zum Trennen einer Beschichtung mit einer Fläche von 1 mm 2 eine Kraft von 1 N angewendet werden muss (denken Sie daran, dass 1 kg = 9,8 N). Die Haftungseigenschaften von Beschichtungen sind ihr Hauptmerkmal, das für die nötige Festigkeit und Zuverlässigkeit sorgt und auch die Komplexität der Verarbeitung bestimmt.

Was beeinflusst die Haftfähigkeit von im Bauwesen verwendeten Stoffen?

Beim Abbinden des Arbeitsgemisches laufen darin verschiedene Prozesse ab, die zu bestimmten Veränderungen seiner Eigenschaften führen. Insbesondere wann Schwindung Durch die Verwendung einer Mörtelmischung ist es möglich, die Kontaktfläche mit dem Erscheinungsbild zu reduzieren Zugspannungen was zur Bildung führen wird Schrumpfrisse. Dadurch wird die Haftung der Oberflächen geschwächt. Beispielsweise überschreitet die Haftung einer alten Betonoberfläche auf neuem Beton nicht mehr als 0,9...1,0 MPa, während die Haftung von trockenen Baumischungen (die Komponenten enthalten, die chemische Adhäsionsprozesse initiieren) auf neuem Beton 2 MPa oder mehr erreicht.

So verbessern Sie die Haftung

Typischerweise wird eine Reihe von Maßnahmen zur Verbesserung der Haftung durchgeführt: Es wird eine mechanische (Schleifen), physikalisch-chemische (Spachtelung, Grundierung) und chemische (Elastisierung) Behandlung der Grundoberfläche durchgeführt. Besonders effektiv sind diese Prozesse bei Reparatur- und Bauarbeiten, wenn die Kontaktflächen nicht nur in ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern auch in den Bedingungen ihrer Entstehung heterogen sind.

Wichtig! Frischer alkalischer Zementmörtel haftet immer schlecht auf der Oberfläche von Altbeton, daher ist beim Arbeiten mit Altbeton unbedingt der Einsatz von mehrschichtigen Klebemassen erforderlich

So messen Sie die Adhäsionsfähigkeit von Materialien

GOST 31356-2007 regelt die bestimmenden Indikatoren für die Haftfestigkeit trockener Baumischungen auf dem Untergrund. Zur Reihenfolge der Prüfung von Materialien auf ihre Haftung. Die Technologie zur Durchführung solcher Tests ermöglicht die Bestimmung der Haftfestigkeit von Beschichtungen wie Keramikfliesen, verschiedenen Schutzbeschichtungen, Putz usw. mit Sockel.

Um die Qualität der durchgeführten Arbeiten zu kontrollieren, ist es praktisch, das Haftungsmessgerät des ONIX-AP NEW-Systems zu verwenden. Der Bereich zur Messung der Greifkräfte mit diesem Gerät beträgt 0…10 kN. Der Test misst die Kraft, die erforderlich ist, um die Beschichtung in einer Richtung senkrecht zur Beschichtungsebene von der Oberfläche des Substrats zu trennen oder anzuheben. Der Komfort eines Klebermessgeräts liegt darin, dass damit die Qualität von Ausbau- und Putzarbeiten schnell kontrolliert werden kann. Das Gerät ist kompakt und wartungsfreundlich (siehe Abb. 1.2,3).

Abb.1. Bestimmung der Haftkraft von Keramikfliesen mit einem Klebemessgerät (Schritt 1)

Material aus Wikipedia – der freien Enzyklopädie

Die bekanntesten Adhäsionseffekte sind Kapillarität, Benetzbarkeit/Nichtbenetzbarkeit, Oberflächenspannung, Meniskus einer Flüssigkeit in einer engen Kapillare, Haftreibung zweier absolut glatter Oberflächen. Das Kriterium für die Haftung kann in manchen Fällen die Zeit sein, die eine Materialschicht einer bestimmten Größe benötigt, um sich in einem laminaren Flüssigkeitsstrom von einem anderen Material zu trennen.

Adhäsion entsteht beim Kleben, Löten, Schweißen und Beschichten. Auch die Haftung der Matrix und des Füllstoffs von Verbundwerkstoffen (Verbundwerkstoffen) ist einer der wichtigsten Einflussfaktoren auf deren Festigkeit.

Adhäsionstheorien

Adhäsion ist ein äußerst komplexes Phänomen, weshalb es viele Theorien gibt, die dieses Phänomen aus unterschiedlichen Perspektiven interpretieren. Derzeit sind folgende Adhäsionstheorien bekannt:

• Adsorptionstheorie, wonach das Phänomen durch Adsorption des Klebstoffs an den Poren und Rissen der Substratoberfläche entsteht.
• Mechanische Theorie betrachtet Adhäsion als Ergebnis der Manifestation intermolekularer Wechselwirkungskräfte zwischen sich berührenden Molekülen des Klebstoffs und des Substrats.
• Elektrische Theorie identifiziert das „Klebstoff-Substrat“-System mit einem Kondensator und die doppelte elektrische Schicht, die entsteht, wenn zwei unterschiedliche Oberflächen mit der Kondensatorplatte in Kontakt kommen.
• Elektronische Theorie betrachtet Adhäsion als Ergebnis der molekularen Wechselwirkung von Oberflächen unterschiedlicher Natur.
• Diffusionstheorie reduziert das Phänomen der gegenseitigen oder einseitigen Diffusion von Klebstoff- und Substratmolekülen.
• Chemische Theorie erklärt Adhäsion nicht durch physikalische, sondern durch chemische Wechselwirkung.

Physische Beschreibung

Adhäsion ist eine reversible thermodynamische Kraftarbeit, die darauf abzielt, zwei unterschiedliche (heterogene) Phasen, die in Kontakt gebracht werden, zu trennen. Beschrieben durch die Dupre-Gleichung:

$(Wa\; =\; \backslash sigma\_(13)\; +\; \backslash sigma\_(23)\; -\; \backslash sigma\_(12))$

$(Wa\; =\; -\backslash Delta\; G^o)$

Ein negativer ΔG°-Wert weist auf eine Abnahme der Adhäsionsarbeit infolge der Bildung von Grenzflächenspannung hin.

Änderungen der Gibbs-Energie des Systems während der Adhäsion:

$(\backslash Delta\; G^o\_1\; =\; \backslash sigma\_(13)\; +\; \backslash sigma\_(23))$

$(\backslash Delta\; G^o\_2\; =\; \backslash sigma\_(12))$

$(\backslash Updelta\; G^o\; =\; \backslash Updelta\; G^o\_2\; -\; \backslash Updelta\; G^o\_1)$

$(\backslash sigma\_(12)\; -\; \backslash sigma\_(13)\; -\; \backslash sigma\_(23)\; =\; \backslash Updelta\; G^o)$.

Adhäsion ist untrennbar mit vielen Oberflächenphänomenen wie der Benetzung verbunden. Bestimmt die Adhäsion die Verbindung zwischen einem Festkörper und der mit ihm in Kontakt stehenden Flüssigkeit, so ist die Benetzung das Ergebnis einer solchen Verbindung. Die Dupre-Young-Gleichung zeigt den Zusammenhang zwischen Adhäsion und Benetzung:

$(Wa\; =\; \backslash sigma\_(12)(1\; +\; cos\backslash theta))$

Dabei ist σ 12 die Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen zwei Phasen (Flüssigkeit-Gas), cosθ der Kontaktwinkel und Wa die reversible Adhäsionsarbeit.

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Literatur

• Deryagin B.V., Krotova N.A., Smilga V.P. Adhäsion von Feststoffen. - M.: Wissenschaft, 1973.
• Freidin A. S. Eigenschaften und Berechnung von Klebeverbindungen. - M.: Chemie, 1990.
• Berlin A. A., Becken V. E. Grundlagen der Polymerhaftung. - M.: Chemie, 1974.
• Trizno M. S., Moskalev E. V. Klebstoffe und Kleben. - L.: Chemie, 1980.

Anmerkungen

Links

• Adhäsion- Artikel aus der Großen Sowjetischen Enzyklopädie.

siehe auch

Auszug zur Charakterisierung der Adhäsion

„Ja, ja, ja“, sagte Natasha freudig.
Natascha erzählte ihm von ihrer Affäre mit Fürst Andrei, seinem Besuch in Otradnoje und zeigte ihm seinen letzten Brief.
- Warum bist du glücklich? – fragte Natascha. „Ich bin jetzt so ruhig und glücklich.“
„Das freut mich sehr“, antwortete Nikolai. - Er ist ein toller Mensch. Warum bist du so verliebt?
„Wie soll ich dir sagen“, antwortete Natasha, „ich war in Boris, in den Lehrer, in Denisov verliebt, aber das ist überhaupt nicht dasselbe.“ Ich fühle mich ruhig und fest. Ich weiß, dass es keinen besseren Menschen als ihn gibt, und ich fühle mich jetzt so ruhig und gut. Ganz und gar nicht wie vorher...
Nikolai drückte Natascha gegenüber seinen Unmut darüber aus, dass die Hochzeit um ein Jahr verschoben worden sei; Aber Natasha griff ihren Bruder mit Bitterkeit an und bewies ihm, dass es nicht anders sein konnte, dass es schlecht wäre, gegen den Willen ihres Vaters in die Familie einzutreten, dass sie es selbst wollte.
„Du verstehst es überhaupt nicht“, sagte sie. Nikolai verstummte und stimmte ihr zu.
Mein Bruder war oft überrascht, wenn er sie ansah. Es sah überhaupt nicht so aus, als wäre sie eine liebevolle Braut, die von ihrem Bräutigam getrennt war. Sie war ausgeglichen, ruhig und fröhlich, absolut wie zuvor. Das überraschte Nikolai und ließ ihn sogar ungläubig auf Bolkonskys Heiratsvermittlung blicken. Er glaubte nicht, dass ihr Schicksal bereits entschieden sei, zumal er Prinz Andrei noch nicht bei ihr gesehen hatte. Es schien ihm, dass in dieser vermeintlichen Ehe etwas nicht stimmte.
"Warum die Verzögerung? Warum hast du dich nicht verlobt?“ er dachte. Nachdem er einmal mit seiner Mutter über seine Schwester gesprochen hatte, stellte er zu seiner Überraschung und teilweise zu seiner Freude fest, dass seine Mutter im Grunde ihrer Seele diese Ehe manchmal mit Misstrauen betrachtete.
„Er schreibt“, sagte sie und zeigte den Brief ihres Sohnes Prinz Andrej mit dem verborgenen Gefühl der Abneigung, das eine Mutter immer gegen das zukünftige Eheglück ihrer Tochter hegt, „sie schreibt, dass sie nicht vor Dezember ankommen wird.“ Welche Art von Geschäft könnte ihn aufhalten? Wirklich eine Krankheit! Mein Gesundheitszustand ist sehr schlecht. Sag es Natasha nicht. Schauen Sie nicht, wie fröhlich sie ist: Dies ist das letzte Mal, dass sie als Mädchen lebt, und ich weiß, was jedes Mal mit ihr passiert, wenn wir seine Briefe erhalten. Aber so Gott will, wird alles gut“, schloss sie jedes Mal: ​​„Er ist ein ausgezeichneter Mensch.“

Anfangs war Nikolai ernst und sogar langweilig. Er wurde von der drohenden Notwendigkeit gequält, in diese dummen Haushaltsangelegenheiten einzugreifen, weshalb seine Mutter ihn gerufen hatte. Um diese Last so schnell wie möglich von seinen Schultern zu nehmen, ging er am dritten Tag seiner Ankunft wütend, ohne auf die Frage, wohin er wollte, mit gerunzelter Stirn zu antworten, zu Mitenkas Nebengebäude und verlangte von ihm einen Bericht über alles . Was diese Berichte über alles waren, wusste Nikolai noch weniger als Mitenka, der voller Angst und Verwirrung war. Das Gespräch und die Überlegungen von Mitenka dauerten nicht lange. Der Häuptling, der Wahlleiter und der Zemstwo, die im Vorderflügel warteten, hörten zunächst mit Angst und Freude, wie die Stimme des jungen Grafen zu summen und zu knistern begann, als ob sie immer lauter würde, sie hörten beleidigende und schreckliche Worte, die aus einem herausströmten Nacheinander.
- Räuber! Undankbares Geschöpf!... Ich werde den Hund zerhacken... nicht mit Papa... Ich habe gestohlen... - usw.
Dann sahen diese Leute mit nicht weniger Freude und Angst, wie der junge Graf, ganz rot, mit blutunterlaufenen Augen, Mitenka am Kragen, mit Fuß und Knie, mit großer Geschicklichkeit zu einem passenden Zeitpunkt zwischen seinen Worten herauszog: stieß ihn in den Hintern und schrie: „Raus! damit dein Geist, du Bastard, nicht hier ist!“
Mityenka stürzte kopfüber sechs Stufen hinunter und rannte in ein Blumenbeet. (Dieses Blumenbeet war in Otradnoje ein bekannter Ort zur Rettung von Kriminellen. Mitenka selbst, der betrunken aus der Stadt kam, versteckte sich in diesem Blumenbeet, und viele Einwohner von Otradnoje, die sich vor Mitenka versteckten, wussten um die rettende Kraft dieses Blumenbeets.)
Mitenkas Frau und Schwägerinnen beugten sich mit verängstigten Gesichtern aus der Zimmertür in den Flur, wo ein sauberer Samowar kochte und das Hochbett des Angestellten unter einer aus kurzen Stücken genähten Steppdecke stand.
Der junge Graf ging keuchend, ohne auf sie zu achten, mit entschlossenen Schritten an ihnen vorbei und ging ins Haus.
Die Gräfin, die durch die Mädchen sofort erfuhr, was im Nebengebäude passiert war, beruhigte sich einerseits in dem Sinne, dass sich ihr Zustand nun verbessern sollte, andererseits machte sie sich Sorgen, wie ihr Sohn es ertragen würde. Sie ging mehrmals auf Zehenspitzen zu seiner Tür und hörte ihm dabei zu, wie er eine Pfeife nach der anderen rauchte.
Am nächsten Tag rief der alte Graf seinen Sohn beiseite und sagte mit einem schüchternen Lächeln zu ihm:
– Weißt du, du, meine Seele, hast dich umsonst aufgeregt! Mitenka hat mir alles erzählt.
„Ich wusste, dachte Nikolai, dass ich hier in dieser dummen Welt nie etwas verstehen würde.“
– Sie waren wütend, dass er diese 700 Rubel nicht eingegeben hat. Immerhin hat er sie in Transport geschrieben, aber Sie haben nicht auf die andere Seite geschaut.
„Papa, er ist ein Schurke und ein Dieb, das weiß ich.“ Und er hat getan, was er getan hat. Und wenn du nicht willst, werde ich ihm nichts sagen.
- Nein, meine Seele (auch der Graf war verlegen. Er fühlte sich als schlechter Verwalter des Nachlasses seiner Frau und war vor seinen Kindern schuldig, wusste aber nicht, wie er das korrigieren sollte) - Nein, ich bitte Sie, sich darum zu kümmern Geschäftlich, ich bin alt, ich...
- Nein, Papa, du wirst mir verzeihen, wenn ich dir etwas Unangenehmes angetan habe; Ich weiß weniger als du.
„Zum Teufel mit ihnen, mit diesen Männern, die überall Geld und Transportmittel haben“, dachte er. Sogar aus der Sechs-Jackpot-Ecke habe ich es einmal verstanden, aber von der Seite des Transports verstehe ich nichts“, sagte er sich und hat sich seitdem nicht mehr in das Geschäft eingemischt. Nur eines Tages rief die Gräfin ihren Sohn zu sich, sagte ihm, dass sie den Wechsel von Anna Michailowna über zweitausend hatte, und fragte Nikolai, was er damit zu tun gedenke.
„So ist es“, antwortete Nikolai. – Du hast mir gesagt, dass es von mir abhängt; Ich mag Anna Michailowna nicht und ich mag Boris nicht, aber sie waren freundlich zu uns und arm. So ist es! - und er zerriss den Schein, und mit dieser Tat brachte er die alte Gräfin zum Weinen vor Freude. Danach mischte sich der junge Rostow in keine Angelegenheiten mehr ein und nahm mit leidenschaftlicher Begeisterung das noch junge Geschäft der Jagdhunde auf, das der alte Graf im großen Stil begonnen hatte.

Es war bereits Winter, Morgenfröste banden die Erde fest, durchnässt von Herbstregen, das Grün war bereits abgeflacht und hellgrün von den Streifen bräunlicher, vom Vieh getöteter Winter- und hellgelber Frühlingsstoppeln mit roten Buchweizenstreifen getrennt. Die Gipfel und Wälder, die Ende August noch grüne Inseln zwischen den schwarzen Winterfeldern und Stoppeln waren, wurden zu goldenen und leuchtend roten Inseln inmitten der leuchtend grünen Winterfrüchte. Der Hase war bereits halb erschöpft (gehäutet), die Fuchswürfe begannen sich zu zerstreuen und die jungen Wölfe waren größer als die Hunde. Es war die beste Jagdzeit. Die Hunde des leidenschaftlichen jungen Jägers aus Rostow drangen nicht nur in die Jagdorganisation ein, sondern wurden auch so sehr verprügelt, dass im Generalrat der Jäger beschlossen wurde, den Hunden drei Tage Ruhe zu gönnen und sie am 16. September zu verlassen. ausgehend vom Eichenhain, wo es eine unberührte Wolfsbrut gab.

Adhäsion- Dies ist die Verbindung zwischen unterschiedlichen Oberflächen, die in Kontakt gebracht werden. Die Ursachen für die Entstehung einer Klebeverbindung sind die Einwirkung intermolekularer Kräfte oder chemischer Wechselwirkungskräfte. Haftung bestimmt kleben Feststoffe - Substrate- mit einem Kleber - Klebstoff, sowie die Verbindung der Schutz- oder Dekorlackierung mit dem Untergrund. Auch bei der Trockenreibung spielt die Adhäsion eine wichtige Rolle. Bei gleicher Beschaffenheit der sich berührenden Flächen sollte man von sprechen Autohesia (Authentifizierung), die vielen Prozessen zur Verarbeitung von Polymermaterialien zugrunde liegt.Bei längerem Kontakt identischer Oberflächen und der Etablierung einer für jeden Punkt des Körpervolumens charakteristischen Struktur in der Kontaktzone nähert sich die Festigkeit der autohäsiven Verbindung Kohäsionsfestigkeit des Materials(cm. Zusammenhalt).

Auf der Grenzfläche Zwischen zwei Flüssigkeiten oder einer Flüssigkeit und einem Feststoff kann die Adhäsion einen extrem hohen Wert erreichen, da in diesem Fall der Kontakt zwischen den Oberflächen vollständig ist. Adhäsion zweier Körper Aufgrund unebener Oberflächen und nur punktueller Berührung ist sie in der Regel gering. Allerdings kann auch hier eine hohe Haftung erreicht werden, wenn die Oberflächenschichten der Kontaktkörper sich in einem plastischen oder hochelastischen Zustand befinden und mit ausreichender Kraft gegeneinander gedrückt werden.

Adhäsion von Flüssigkeit an Flüssigkeit oder Flüssigkeit an Feststoff

Aus thermodynamischer Sicht ist der Grund für die Adhäsion eine Abnahme der freien Energie pro Flächeneinheit der Klebeverbindung in einem isotherm reversiblen Prozess. Arbeit der reversiblen Klebstoffablösung W a ermittelt aus Gleichungen:

W a = σ 1 + σ 2 – σ 12

Wo σ 1 Und σ 2– Oberflächenspannung an der Phasengrenze bzw 1 Und 2 mit der Umgebung (Luft) und σ 12- Oberflächenspannung an der Phasengrenze 1 Und 2 , zwischen denen Adhäsion stattfindet.

Der Adhäsionswert zweier nicht mischbarer Flüssigkeiten lässt sich aus der oben angegebenen Gleichung anhand der einfach zu ermittelnden Werte ermitteln σ 1 , σ 2 Und σ 12. Und umgekehrt, Adhäsion einer Flüssigkeit an der Oberfläche eines Festkörpers, da eine direkte Bestimmung nicht möglich ist σ 1 Festkörper, kann nur indirekt über die Formel berechnet werden:

W a = σ 2 (1 + cos ϴ)

Wo σ 2 Und ϴ - Messwerte der Oberflächenspannung der Flüssigkeit bzw. des Gleichgewichtskontaktwinkels, den die Flüssigkeit mit der Oberfläche eines Festkörpers bildet. Aufgrund der Benetzungshysterese, die eine genaue Bestimmung des Kontaktwinkels nicht zulässt, erhält man aus dieser Gleichung meist nur sehr ungefähre Werte. Darüber hinaus kann diese Gleichung bei vollständiger Benetzung nicht angewendet werden cos ϴ = 1 .

Beide Gleichungen, die für den Fall gelten, dass mindestens eine Phase flüssig ist, sind für die Beurteilung der Festigkeit der Klebeverbindung zwischen zwei Festkörpern völlig unbrauchbar, da im letzteren Fall die Zerstörung der Klebeverbindung mit verschiedenen Arten irreversibler Phänomene einhergeht aus verschiedenen Gründen: unelastische Verformungen Klebstoff Und Substrat, die Bildung einer doppelten elektrischen Schicht im Bereich der Klebenaht, das Aufbrechen von Makromolekülen, das „Herausziehen“ der diffundierten Enden der Makromoleküle eines Polymers aus der Schicht eines anderen usw.

Haftung von Polymeren untereinander und auf nichtpolymeren Substraten

Fast alle werden in der Praxis verwendet Klebstoffe Sie sind Polymersysteme oder entstehen durch chemische Umwandlungen, die nach dem Auftragen des Klebstoffs auf die zu verklebenden Oberflächen stattfinden. ZU Nicht-Polymer-Klebstoffe Es dürfen nur anorganische Stoffe wie Zemente und Lote enthalten sein.

Methoden zur Bestimmung von Adhäsion und Autohäsion:

1. Eine Methode zur gleichzeitigen Trennung eines Teils einer Klebeverbindung vom anderen über die gesamte Kontaktfläche;
2. Verfahren zur allmählichen Delaminierung von Klebeverbindungen.

Bei der ersten Methode kann die zerstörende Belastung senkrecht zur Kontaktebene der Oberflächen (Zugversuch) oder parallel dazu (Scherversuch) ausgeübt werden. Man nennt das Verhältnis der beim gleichzeitigen Trennen über die gesamte Kontaktfläche überwundenen Kraft zur Fläche Adhäsionsdruck , Adhäsionsdruck oder Stärke der Klebeverbindung (n/m 2, Dyn/cm 2, kgf/cm 2). Abreißmethode liefert die direkteste und genaueste Charakterisierung der Festigkeit einer Klebeverbindung, ihre Verwendung ist jedoch mit einigen experimentellen Schwierigkeiten verbunden, insbesondere der Notwendigkeit einer streng zentrierten Belastung des Prüflings und der Sicherstellung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung entlang der Klebenaht .

Man nennt das Verhältnis der bei der allmählichen Delaminierung der Probe überwundenen Kräfte zur Breite der Probe Schälfestigkeit oder Delaminationsbeständigkeit (n/m, din/cm, gf/cm); Die bei der Delaminierung ermittelte Haftung wird häufig durch die Arbeit charakterisiert, die für die Trennung des Klebstoffs vom Untergrund aufgewendet werden muss (J/m2, erg/cm2) (1 J/m2 = 1 n/m, 1 erg/cm2 = 1). Dyn/cm).

Bestimmung der Haftung durch Schälen Dies ist besser geeignet, wenn die Haftfestigkeit zwischen einer dünnen flexiblen Folie und einem festen Untergrund gemessen wird, wenn unter Betriebsbedingungen das Ablösen der Folie in der Regel von den Kanten her durch langsame Vertiefung des Risses erfolgt. Für die Verklebung zweier starrer Körper ist die Abreißmethode aussagekräftiger, da in diesem Fall bei ausreichender Krafteinwirkung ein nahezu gleichzeitiges Abreißen über die gesamte Kontaktfläche erfolgen kann.

Adhäsiometer

Adhäsion und Autohäsion bei der Schäl-, Scher- und Delaminationsprüfung können mit herkömmlichen oder speziellen Dynamometern bestimmt werden. Um einen vollständigen Kontakt zwischen Klebstoff und Untergrund zu gewährleisten, wird der Klebstoff in Form einer Schmelze, einer Lösung in einem flüchtigen Lösungsmittel oder in Form einer Polymerisation bei der Bildung einer Klebstoffverbindung verwendet. Wenn der Klebstoff jedoch aushärtet, trocknet und polymerisiert, schrumpft er typischerweise, was zu tangentialen Spannungen an der Grenzfläche führt, die die Klebeverbindung schwächen.

Diese Spannungen können weitgehend beseitigt werden:

• Einbringen von Füllstoffen, Weichmachern,
• teilweise durch Wärmebehandlung der Klebefuge.

Die bei der Prüfung ermittelte Festigkeit der Klebeverbindung kann maßgeblich beeinflusst werden durch:

• Abmessungen und Design des Prüflings (infolge der Einwirkung des sogenannten. Randeffekt),
• Dicke der Klebeschicht,
• Hintergrund der Klebeverbindung
• und andere Faktoren.

Über Werte Haftkraft oder Autohäsion, können wir natürlich nur sagen, wenn die Zerstörung entlang der Grenzfläche zwischen den Phasen (Adhäsion) oder in der Ebene des Anfangskontakts (Autohäsion) auftritt. Bei Zerstörung der Probe durch den Klebstoff sind die erhaltenen Werte charakterisierend Kohäsionsfestigkeit des Polymers. Einige Wissenschaftler glauben jedoch, dass nur ein kohäsives Versagen einer Klebeverbindung möglich ist. Der beobachtete adhäsive Charakter der Zerstörung sei ihrer Meinung nach nur scheinbar, da eine visuelle Beobachtung oder gar die Beobachtung mit einem optischen Mikroskop es nicht erlaube, die dünnste auf der Oberfläche des Substrats verbliebene Klebstoffschicht zu erkennen. In jüngster Zeit wurde jedoch sowohl theoretisch als auch experimentell gezeigt, dass die Zerstörung einer Klebeverbindung sehr unterschiedlicher Natur sein kann – adhäsiv, kohäsiv, gemischt und mikromosaikartig.

Methoden zur Bestimmung der Festigkeit einer Klebeverbindung finden Sie unter Prüfung von Farb- und Lackmaterialien undbedeckt.

Adhäsionstheorien

Mechanische Haftung

Adhäsion entsteht nach diesem Konzept durch Fließen des Leims in die Poren und Risse der Oberfläche des Untergrundes und anschließendes Aushärten des Leims; Wenn die Poren eine unregelmäßige Form haben und insbesondere wenn sie sich von der Oberfläche in die Tiefe des Untergrunds ausdehnen, bilden sie sich so aus „Nieten“, Verbindung von Kleber und Untergrund. Natürlich muss der Kleber hart genug sein, damit die „Nieten“ nicht aus den Poren und Spalten, in die er fließt, herausrutschen. Auch eine mechanische Haftung ist möglichim Falle eines Substrats, das von einem System durchgehender Poren durchdrungen ist. Diese Struktur ist beispielsweise typisch für Stoffe.Der dritte Fall der mechanischen Haftung schließlich beruht darauf, dass die auf der Stoffoberfläche befindlichen Fasern nach dem Auftragen und Aushärten des Klebers fest im Kleber verankert sind.

Trotz der Tatsache, dass mechanische Haftung In einigen Fällen spielt es sicherlich eine erhebliche Rolle, kann aber nach Meinung der meisten Forscher nicht alle Fälle von Verklebungen erklären, da völlig glatte Oberflächen, die keine Poren und Risse aufweisen, gut verkleben können.

Molekulare Adhäsionstheorie

Debruyn, Adhäsion ist wirkungsbedingt Van-der-Waals-Kräfte(Dispersionskräfte, Wechselwirkungskräfte zwischen Konstanten oder zwischen konstanten und induzierten Dipolen), Wechselwirkung - Dipol oder Bildung. Debruyn begründete seine Adhäsionstheorie mit folgenden Fakten:

1. Derselbe Klebstoff kann unterschiedliche Materialien verkleben;
2. Aufgrund ihrer im Allgemeinen inerten Natur ist eine chemische Wechselwirkung zwischen dem Klebstoff und dem Untergrund unwahrscheinlich.

Debruyn hat eine bekannte Regel: Es entstehen starke Bindungen zwischen Klebstoff und Untergrund, in der Polarität nahe beieinander. Anwendung auf Polymere molekulare (oder Adsorptions-)Theorie wurde in den Werken entwickelt McLaren. Die Polymerhaftung kann nach McLaren in zwei Stufen unterteilt werden:

1. Wanderung großer Moleküle aus einer Lösung oder Schmelze eines Klebstoffs zur Oberfläche des Substrats aufgrund der Brownschen Bewegung; in diesem Fall nähern sich polare Gruppen oder Gruppen, die eine Wasserstoffbindung bilden können, der entsprechenden Gruppe des Substrats an;
2. Herstellung des Adsorptionsgleichgewichts.

Wenn der Abstand zwischen den Molekülen des Klebstoffs und dem Untergrund kleiner ist 0,5 nm Die Van-der-Waals-Truppen beginnen zu operieren.

Laut McLaren weisen Polymere im amorphen Zustand eine größere Haftung auf als im kristallinen Zustand. Damit die aktiven Stellen des Klebstoffmoleküls beim Trocknen der Klebstofflösung, was immer mit einer Schrumpfung einhergeht, weiterhin mit den aktiven Stellen des Substrats in Kontakt bleiben, muss der Klebstoff eine ausreichend niedrige haben. Andererseits muss er ein gewisses Zeichen zeigen Zug- oder Scherfestigkeit. Deshalb Klebstoffviskosität sollte nicht zu klein sein, aber Polymerisationsgrad muss drinnen liegen 50-300 . Bei niedrigeren Polymerisationsgraden ist die Haftung aufgrund des Gleitens der Ketten gering, bei höheren Polymerisationsgraden ist der Klebstoff zu hart und steif und die Adsorption seiner Moleküle durch das Substrat ist schwierig. Der Klebstoff muss außerdem bestimmte dielektrische Eigenschaften (Polarität) aufweisen, die den gleichen Eigenschaften des Untergrunds entsprechen. McLaren hält die Polarität für das beste Maß μ 2 /ε, Wo μ ist das Dipolmoment des Substanzmoleküls und ε - Dielektrizitätskonstante.

Somit handelt es sich laut McLaren um einen rein oberflächlichen Prozess, der durch Adhäsion verursacht wird Adsorption bestimmte Bereiche von Klebstoffmolekülen durch die Oberfläche des Substrats. McLaren beweist die Richtigkeit seiner Ideen durch den Einfluss einer Reihe von Faktoren auf die Haftung (Temperatur, Polarität, Art, Größe und Form der Klebemoleküle usw.). McLaren leitete Beziehungen ab, die die Adhäsion quantitativ beschreiben. Also für Polymere, die enthalten Carboxylgruppen Es wurde festgestellt, dass die Festigkeit der Klebeverbindung (A ) hängt von der Konzentration dieser Gruppen ab:

A = k[COOH] N

Wo [SOUN]- Konzentration der Carboxylgruppen im Polymer; k Und N - Konstanten.

Lange Zeit blieb unklar, ob intermolekulare Kräfte für experimentell beobachtete Adhäsion sorgen können.

• Zunächst wurde gezeigt, dass beim Abziehen eines Polymerklebstoffs von der Oberfläche eines Substrats der erforderliche Arbeitsaufwand um mehrere Größenordnungen höher ist als der, der zur Überwindung der Kräfte der intermolekularen Wechselwirkung erforderlich ist.
• Zweitens haben eine Reihe von Forschern die Abhängigkeit der Adhäsionsarbeit von der Ablösegeschwindigkeit des Polymerklebstoffs entdeckt, während diese Arbeit, wenn die Adsorptionstheorie korrekt ist, anscheinend nicht von der Ablösungsgeschwindigkeit des Polymerklebstoffs abhängen sollte Kontaktflächen.

Jüngste theoretische Berechnungen haben jedoch gezeigt, dass intermolekulare Kräfte auch bei unpolarem Klebstoff und Substrat zu einer experimentell beobachteten Haftwechselwirkungsstärke führen können. Diskrepanz zwischen dem Arbeitsaufwand beim Schälen und dem Arbeitsaufwand gegen die Einwirkung der Adhäsionskräfte, erklärt sich dadurch, dass ersteres auch die Verformungsarbeit der Elemente der Klebeverbindung umfasst. Endlich, Abhängigkeit der Adhäsionsarbeit von der Delaminationsgeschwindigkeit lässt sich zufriedenstellend interpretieren, wenn man Konzepte auf diesen Fall erweitert, die die Abhängigkeit der Kohäsionsfestigkeit eines Materials von der Verformungsgeschwindigkeit durch den Einfluss thermischer Schwankungen auf den Bindungsabbau und Relaxationserscheinungen erklären.

Elektrische Adhäsionstheorie

Die Autoren dieser Theorie sind Deryagin Und Krotova. Später wurden ähnliche Ansichten entwickelt Skinner mit Mitarbeitern (USA). Deryagin und Krotova stützen ihre Theorie auf das Phänomen der Kontaktelektrisierung, die auftritt, wenn zwei Dielektrika oder ein Metall und ein Dielektrikum in engen Kontakt kommen. Die Hauptbestimmungen dieser Theorie sind, dass das System Klebesubstrat wird mit einem Kondensator identifiziert, und die doppelte elektrische Schicht, die entsteht, wenn zwei unterschiedliche Oberflächen in Kontakt kommen, wird mit den Platten des Kondensators identifiziert. Beim Ablösen des Klebers vom Untergrund bzw. beim Auseinanderbewegen der Kondensatorplatten entsteht eine elektrische Potentialdifferenz, die mit zunehmendem Abstand zwischen den bewegten Flächen bis zu einem bestimmten Grenzwert ansteigt, wenn es zu einer Entladung kommt. Die Adhäsionsarbeit kann in diesem Fall mit der Energie des Kondensators gleichgesetzt und durch die Gleichung (im CGS-System) bestimmt werden:

W a = 2πσ 2 H/ε A

Wo σ - Oberflächendichte elektrischer Ladungen; H - Entladungsspalt (Dicke des Spalts zwischen den Platten); ε A- absolute Dielektrizitätskonstante des Mediums.

Beim langsamen Auseinanderbewegen haben die Ladungen Zeit, sich weitgehend von den Kondensatorplatten zu lösen. Dadurch kann die Neutralisierung der anfänglichen Ladungen mit einer kleinen Trennung der Oberflächen abgeschlossen werden und es wird nur wenig Arbeit für die Zerstörung der Klebeverbindung aufgewendet. Beim schnellen Auseinanderfahren der Kondensatorplatten haben die Ladungen keine Zeit zum Abfließen und ihre hohe Anfangsdichte bleibt bis zum Einsetzen einer Gasentladung erhalten. Dies verursacht große Werte der Adhäsionsarbeit, da die Wirkung der Anziehungskräfte entgegengesetzter elektrischer Ladungen über relativ große Entfernungen überwunden wird. Die unterschiedliche Art der Ladungsentfernung von den Oberflächen, die während der Delaminierung entstehen Klebstoff-Luft Und Substrat-Luft die Autoren der elektrischen Theorie und erläutern die charakteristische Abhängigkeit der Adhäsionsarbeit von der Delaminationsgeschwindigkeit.

Eine Reihe von Fakten weisen auf die Möglichkeit elektrischer Phänomene bei der Delamination von Klebeverbindungen hin:

1. Elektrifizierung der resultierenden Oberflächen;
2. in einigen Fällen das Auftreten einer Delaminierung einer elektrischen Lawinenentladung, begleitet von einem Glühen und Knistern;
3. Änderung der Adhäsionsarbeit beim Austausch des Mediums, in dem es zur Delamination kommt;
4. eine Abnahme der Delaminationsarbeit mit zunehmendem Druck des umgebenden Gases und seiner Ionisierung, was dazu beiträgt, Ladung von der Oberfläche zu entfernen.

Die direkteste Bestätigung war die Entdeckung des Phänomens der Elektronenemission, das beim Abreißen von Polymerfilmen von verschiedenen Oberflächen beobachtet wurde. Die auf der Grundlage von Messungen der Geschwindigkeit emittierter Elektronen berechneten Adhäsionsarbeitswerte stimmten zufriedenstellend mit den experimentellen Ergebnissen überein. Es ist jedoch zu beachten, dass elektrische Phänomene bei der Zerstörung von Klebeverbindungen nur bei vollständig trockenen Proben und bei hohen Delaminationsraten (mindestens einige zehn cm/s) auftreten.

Die elektrische Adhäsionstheorie lässt sich auf eine Reihe von Fällen der Adhäsion von Polymeren untereinander nicht anwenden.

1. Es kann die Bildung einer Klebeverbindung zwischen Polymeren, die ihrer Natur nach ähnlich sind, nicht zufriedenstellend erklären. Tatsächlich kann eine elektrische Doppelschicht nur an der Kontaktgrenze auftretenzwei verschiedene Polymere. Folglich sollte die Festigkeit der Klebeverbindung mit zunehmender Art der in Kontakt gebrachten Polymere abnehmen. Tatsächlich wird dies nicht beobachtet.
2. Unpolare Polymere, die nur auf den Konzepten der elektrischen Theorie basieren, können keine starke Bindung eingehen, da sie keine Donatoren sein können und daher keine elektrische Doppelschicht bilden können. Mittlerweile widerlegen praktische Ergebnisse diese Argumente.
3. Das Füllen von Gummi mit Ruß soll zwar eine hohe elektrische Leitfähigkeit rußgefüllter Mischungen fördern, aber eine Haftung zwischen ihnen unmöglich machen. Allerdings ist die Haftung dieser Mischungen nicht nur untereinander, sondern auch an Metallen recht hoch.
4. Das Vorhandensein einer kleinen Menge Schwefel, die zur Vulkanisation in Kautschuke eingebracht wird, sollte die Haftung nicht verändern, da die Auswirkung eines solchen Zusatzes auf das Kontaktpotential vernachlässigbar ist. In Wirklichkeit nach der Vulkanisation verschwindet die Haftfähigkeit.

Diffusionstheorie der Adhäsion

Nach dieser Theorie vorgeschlagen Wojutski Um die Haftung von Polymeren aneinander zu erklären, wird die Adhäsion ebenso wie die Autohäsion durch intermolekulare Kräfte bestimmt, und die Diffusion von Kettenmolekülen oder ihren Segmenten gewährleistet die maximal mögliche Durchdringung von Makromolekülen für jedes System, was zur Erhöhung des molekularen Kontakts beiträgt. Eine Besonderheit dieser Theorie, die besonders für die Polymer-Polymer-Adhäsion geeignet ist, besteht darin, dass sie auf den Hauptmerkmalen von Makromolekülen basiert – Kettenstruktur Und Flexibilität. Dabei ist zu beachten, dass in der Regel nur Klebstoffmoleküle über die Fähigkeit zur Diffusion verfügen. Wenn der Klebstoff jedoch als Lösung aufgetragen wird und das Polymersubstrat in dieser Lösung aufquellen oder sich auflösen kann, kann es zu einer erheblichen Diffusion von Substratmolekülen in den Klebstoff kommen. Beide Prozesse führen zum Verschwinden der Phasengrenze und zur Bildung von Adhäsionen, die einen allmählichen Übergang von einem Polymer zum anderen darstellen. Auf diese Weise, Die Polymerhaftung wird als volumetrisches Phänomen betrachtet.

Das ist auch ganz offensichtlich Diffusion eines Polymers in ein anderes ist ein Auflösungsphänomen.

Gegenseitige Löslichkeit von Polymeren, die hauptsächlich durch das Verhältnis ihrer Polaritäten bestimmt wird, ist für die Haftung sehr wichtig, was durchaus mit der bekannten Debroyne-Regel übereinstimmt. Allerdings kann auch zwischen inkompatiblen Polymeren mit stark unterschiedlicher Polarität eine merkliche Haftung beobachtet werden, die durch die sogenannte. lokale Diffusion oder lokale Auflösung.

Lokale Auflösung eines unpolaren Polymers in einem polaren kann durch die Heterogenität der Mikrostruktur eines polaren Polymers erklärt werden, die daraus resultiert, dass ein Polymer, das aus Ketten mit polaren und unpolaren Abschnitten ausreichender Länge besteht, immer eine Mikrodelaminierung erfährt, ähnlich wie es bei Mischungen von Polymeren auftritt, die sich stark unterscheiden Polarität. Eine solche lokale Auflösung ist wahrscheinlich, wenn Kohlenwasserstoffketten diffundieren, da in polaren Polymeren das Volumen unpolarer Bereiche normalerweise größer ist als das Volumen polarer Gruppen. Dies erklärt die Tatsache, dass unpolare Elastomere normalerweise eine spürbare Haftung auf polaren Substraten mit hohem Molekulargewicht aufweisen, während polare Elastomere kaum auf unpolaren Substraten haften. Bei unpolaren Polymeren kann lokale Diffusion durch das Vorhandensein supramolekularer Strukturen in einem oder beiden Polymeren verursacht werden, die eine Diffusion in bestimmten Bereichen der Grenzflächenoberfläche ausschließen. Die Bedeutung des betrachteten Prozesses der lokalen Auflösung bzw. lokalen Diffusion für die Haftung ist umso wahrscheinlicher, als Berechnungen zufolge das Eindringen von Klebstoffmolekülen in das Substrat nur um wenige Zehntel nm (mehrere Nanometer) beträgt Å ), so dass sich die Haftfestigkeit um ein Vielfaches erhöht. In letzter Zeit Dogadkin und Kulesnew Es wird ein Konzept entwickelt, nach dem auf der Grenzflächenkontaktfläche zweier kleiner bzw Es können nahezu völlig unverträgliche Polymere verwendet werden gehen von der Diffusion der Endsegmente ihrer Moleküle aus (segmentale Diffusion). Der Grund für diese Sichtweise ist, dass die Verträglichkeit von Polymeren mit abnehmender Molmasse zunimmt. Darüber hinaus kann die Bildung einer starken Klebeverbindung nicht nur durch die Verflechtung von Molekülketten in der Kontaktzone aufgrund volumetrischer Diffusion bestimmt werden, sondern auch durch die Diffusion von Molekülen eines Polymers über die Oberfläche eines anderen. Selbst wenn die Haftung durch reine Adsorptionswechselwirkungen bestimmt wird, erreicht die Haftfestigkeit fast nie ihren Maximalwert, da die aktiven Gruppen der Haftmoleküle nie genau auf die aktiven Stellen des Substrats passen. Es ist jedoch davon auszugehen, dass mit zunehmender Zeit bzw. mit zunehmender Kontakttemperatur die Stapelung der Moleküle durch Oberflächendiffusion einzelner Makromolekülsegmente perfekter wird. Dadurch erhöht sich die Festigkeit der Klebeverbindung. Nach der Diffusionstheorie wird die Festigkeit einer Klebeverbindung durch gewöhnliche molekulare Kräfte bestimmt, die zwischen ineinander verschlungenen Makromolekülen wirken.

Manchmal kann die Adhäsion von Polymeren nicht durch ihre Interdiffusion erklärt werden und man muss auf Adsorptions- oder elektrische Konzepte zurückgreifen. Dies gilt beispielsweise für die Haftung völlig unverträglicher Polymere oder für die Haftung eines Elastomers auf einem Polymersubstrat, bei dem es sich um ein vernetztes Polymer mit einem sehr dichten räumlichen Netzwerk handelt. In diesen Fällen ist die Haftung jedoch meist gering. Da die Diffusionstheorie die Bildung einer starken Übergangsschicht zwischen den die Klebenaht bildenden Polymeren vorsieht, erklärt sie leicht die Diskrepanz zwischen der Delaminationsarbeit und der Arbeit, die zur Überwindung der zwischen Kleber und Untergrund wirkenden Kräfte erforderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Diffusionstheorie, die Abhängigkeit der Adhäsionsarbeit von der Delaminationsgeschwindigkeit auf der Grundlage derselben Prinzipien zu erklären, auf denen die Erklärung der Änderung der Festigkeit einer Polymerprobe bei einer Änderung ihrer Geschwindigkeit basiert Dehnung basiert.

Neben allgemeinen Überlegungen, die auf die Richtigkeit der Diffusionstheorie der Adhäsion hinweisen, gibt es experimentelle Daten, die dafür sprechen. Diese beinhalten:

1. positive Auswirkung auf AdhäsionUndAutohäsion von Polymeren Erhöhen der Dauer und Temperatur des Kontakts zwischen dem Klebstoff und dem Substrat;
2. zunehmende Haftung mit abnehmender Polarität und Polymeren;
3. ein starker Anstieg der Adhäsion mit einer Abnahme des Gehalts an kurzen Seitenzweigen im Klebstoffmolekül usw.

Der Einfluss von Faktoren, die die Adhäsion oder Autohäsion von Polymeren erhöhen, korreliert vollständig mit ihrem Einfluss auf die Diffusionsfähigkeit von Makromolekülen.

Ergebnisse der quantitativen Prüfung der Diffusionstheorie Polymerhaftung durch Vergleich experimentell gefundener und theoretisch berechneter Abhängigkeiten der Delaminationsarbeit einer autohäsiven Verbindung von Kontaktzeit und Mol. Es stellte sich heraus, dass die Polymermassen gut mit der Idee des Diffusionsmechanismus der Bildung autohäsiver Bindungen übereinstimmten. Die Diffusion von Makromolekülen beim Kontakt zweier Polymere wurde auch experimentell mit direkten Methoden, insbesondere mittels Elektronenmikroskopie, nachgewiesen. Die Beobachtung der Kontaktgrenze zwischen zwei kompatiblen Polymeren im viskos-fließenden oder hochelastischen Zustand zeigte, dass diese mit der Zeit erodiert, und zwar in stärkerem Maße, je höher die Temperatur ist. Werte Diffusionsraten Polymere, berechnet aus der Breite der unscharfen Zone, erwiesen sich als recht hoch und erlauben es uns, die Bildung einer Klebeverbindung zwischen Polymeren zu erklären.

All dies gilt für den einfachsten Fall, wenn sich das Vorhandensein supramolekularer Strukturen im Polymer in den betrachteten Prozessen und Eigenschaften praktisch nicht manifestiert. Bei Polymeren, deren Verhalten stark durch das Vorhandensein supramolekularer Strukturen beeinflusst wird, kann die Diffusion durch eine Reihe spezifischer Phänomene erschwert werden, beispielsweise durch teilweisen oder vollständigen Diffusionsübergang von Molekülen aus einer in einer Schicht befindlichen supramolekularen Formation zu eine supramolekulare Formation in einer anderen Schicht.

Adhäsion durch chemische Wechselwirkung

In vielen Fällen kann die Haftung nicht durch physikalische, sondern durch chemische Wechselwirkungen zwischen Polymeren erklärt werden. Die genauen Grenzen zwischen Adhäsion durch physikalische Kräfte und Adhäsion durch chemische Wechselwirkungen lassen sich jedoch nicht festlegen. Es besteht Grund zu der Annahme, dass zwischen Molekülen fast aller Polymere, die aktive funktionelle Gruppen enthalten, zwischen solchen Molekülen und den Oberflächen von Metall, Glas usw. chemische Bindungen entstehen können, insbesondere wenn diese mit einem Oxidfilm oder einer Erosionsschicht bedeckt sind Produkte. Zu berücksichtigen ist auch, dass Gummimoleküle Doppelbindungen enthalten, die unter bestimmten Bedingungen ihre chemische Aktivität bestimmen.

Die betrachteten Theorien, die auf der vorherrschenden Rolle eines bestimmten Prozesses oder Phänomens bei der Bildung oder Zerstörung einer Klebeverbindung basieren, sind auf verschiedene Fälle von Adhäsion anwendbaroder sogar auf verschiedene Aspekte dieses Phänomens. Also, Molekulare Theorie der Adhäsion berücksichtigt nur das Endergebnis der Ausbildung einer Klebeverbindung und die Art der zwischen Klebstoff und Untergrund wirkenden Kräfte. Diffusionstheorie, erklärt im Gegenteil nur die Kinetik der Bildung einer Klebeverbindung und gilt nur für die Haftung mehr oder weniger gegenseitig löslicher Polymere. IN elektrische Theorie Das Hauptaugenmerk liegt auf der Betrachtung der Prozesse der Zerstörung von Klebeverbindungen. Somit erklärt eine einheitliche Theorie Adhäsionsphänomene, nein und kann es wahrscheinlich auch nicht sein. In verschiedenen Fällen wird die Haftung durch unterschiedliche Mechanismen bestimmt, die sowohl von der Beschaffenheit des Untergrunds und Klebstoffs als auch von den Bedingungen für die Ausbildung der Klebeverbindung abhängen; Viele Adhäsionsfälle können durch die Wirkung von zwei oder mehr Faktoren erklärt werden.

Es gibt viele verschiedene Arten der Interaktion zwischen physischen Körpern. Eine davon ist die Oberflächenhaftung. Schauen wir uns an, was dieses Phänomen ist und welche Eigenschaften es hat.

Was ist Adhäsion?

Die Definition eines Begriffs wird klarer, wenn man herausfindet, wie das Wort gebildet wurde. Aus dem Lateinischen wird adhaesio mit „Anziehung, Anhaftung, Anhaftung“ übersetzt. Adhäsion ist also nichts anderes als die Verbindung verdichteter unterschiedlicher Körper, die bei deren Kontakt entsteht. Beim Kontakt homogener Oberflächen tritt ein Sonderfall dieser Wechselwirkung auf. Man nennt es Autohäsion. In beiden Fällen ist es möglich, eine klare Phasentrennlinie zwischen diesen Objekten zu ziehen. Im Gegensatz dazu unterscheiden sie die Kohäsion, bei der die Adhäsion von Molekülen innerhalb der Substanz selbst erfolgt. Schauen wir uns zur Verdeutlichung ein Beispiel aus dem Leben an. Nehmen wir normales Wasser. Dann tragen wir sie auf verschiedene Teile derselben Glasoberfläche auf. In unserem Beispiel ist Wasser ein Stoff mit schlechter Haftung. Dies lässt sich leicht überprüfen, indem man das Glas auf den Kopf stellt. Kohäsion charakterisiert die Stärke einer Substanz. Wenn Sie zwei Glasstücke mit Klebstoff verkleben, ist die Verbindung recht zuverlässig, wenn Sie sie jedoch mit Plastilin verbinden, bricht dieses in der Mitte. Daraus können wir schließen, dass sein Zusammenhalt für eine starke Bindung nicht ausreicht. Wir können sagen, dass diese beiden Kräfte einander ergänzen.

Arten der Haftung und Faktoren, die ihre Festigkeit beeinflussen

Je nachdem, welche Körper miteinander interagieren, treten bestimmte Adhäsionsmerkmale auf. Von größter Bedeutung ist die Haftung, die bei der Wechselwirkung mit einer festen Oberfläche auftritt. Diese Eigenschaft ist bei der Herstellung von Klebstoffen aller Art von praktischem Wert. Darüber hinaus wird auch zwischen der Haftung von Feststoffen und Flüssigkeiten unterschieden. Es gibt mehrere Schlüsselfaktoren, die direkt die Stärke der Haftung bestimmen. Dies sind die Kontaktfläche, die Beschaffenheit der Kontaktkörper und die Beschaffenheit ihrer Oberflächen. Wenn außerdem mindestens eines von zwei Objekten auf sich selbst getragen wird, entsteht während der Wechselwirkung eine Donor-Akzeptor-Bindung, die die Adhäsionskraft verstärkt. Eine wesentliche Rolle spielt die kapillare Kondensation von Wasserdampf auf Oberflächen. Aufgrund dieses Phänomens kann es zu chemischen Reaktionen zwischen dem Untergrund und dem Klebstoff kommen, wodurch sich auch die Klebkraft erhöht. Und wenn ein fester Körper in eine Flüssigkeit getaucht wird, dann kann man eine Konsequenz bemerken, die auch die Adhäsion mit sich bringt – die Benetzung. Dieses Phänomen wird häufig beim Lackieren, Kleben, Löten, Schmieren, Steinbearbeitung usw. genutzt. Um die Adhäsion zu beseitigen, wird ein Schmiermittel verwendet, das den direkten Kontakt von Oberflächen verhindert, und um ihn zu verstärken, wird die Oberfläche im Gegenteil durch mechanische oder chemische Reinigung, Einwirkung elektromagnetischer Strahlung oder Zugabe verschiedener funktioneller Verunreinigungen aktiviert.

Quantitativ wird der Grad einer solchen Wechselwirkung durch die Kraft bestimmt, die aufgebracht werden muss, um die Kontaktflächen zu trennen. Und um die Adhäsionsstärke zu messen, werden spezielle Geräte verwendet, die Adhäsiometer genannt werden. Die Methoden zu seiner Bestimmung werden als Adhäsiometrie bezeichnet.

Bei diesem Adhäsionsprozess erfolgt die Anziehung unterschiedlicher Stoffarten auf molekularer Ebene. Es kann sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten betreffen.

Haftungsbestimmung

Das aus dem Lateinischen übersetzte Wort Adhäsion bedeutet Zusammenhalt. Dabei handelt es sich um den Prozess, bei dem zwei Stoffe voneinander angezogen werden. Ihre Moleküle haften aneinander. Um zwei Stoffe zu trennen, ist daher eine äußere Einwirkung erforderlich.

Dies ist ein Oberflächenprozess, der für fast alle dispersen Systeme typisch ist. Dieses Phänomen ist zwischen folgenden Stoffkombinationen möglich:

• Flüssigkeit + Flüssigkeit,
• Festkörper + Festkörper,
• flüssiger Körper + fester Körper.

Alle Materialien, die bei der Adhäsion miteinander in Wechselwirkung treten, werden als Substrate bezeichnet. Stoffe, die eine feste Haftung auf Untergründen gewährleisten, werden als Klebstoffe bezeichnet. Größtenteils handelt es sich bei allen Substraten um feste Materialien, bei denen es sich um Metalle, Polymermaterialien, Kunststoffe und Keramikmaterialien handeln kann. Klebstoffe sind überwiegend flüssige Stoffe. Ein gutes Beispiel für einen Klebstoff ist eine Flüssigkeit wie Leim.

Dieser Prozess kann das Ergebnis sein von:

• mechanische Einwirkung auf Materialien zur Haftung. Damit die Stoffe miteinander haften, ist in diesem Fall die Zugabe bestimmter Zusatzstoffe und der Einsatz mechanischer Bindungsmethoden erforderlich.
• das Auftreten von Beziehungen zwischen den Stoffmolekülen.
• Bildung einer doppelten elektrischen Schicht. Dieses Phänomen tritt auf, wenn elektrische Ladung von einer Substanz auf eine andere übertragen wird.

Heutzutage kommt es nicht selten vor, dass der Adhäsionsprozess zwischen Stoffen durch den Einfluss gemischter Faktoren entsteht.

Haftkraft

Die Haftfestigkeit ist ein Indikator dafür, wie fest bestimmte Stoffe aneinander haften. Die Stärke der adhäsiven Wechselwirkung zweier Stoffe kann heute mit drei Gruppen speziell entwickelter Methoden bestimmt werden:

1. Abreißmethoden. Sie sind weiter in viele Methoden zur Bestimmung der Haftfestigkeit unterteilt. Um den Grad der Adhäsion zweier Materialien zu bestimmen, muss versucht werden, durch äußere Krafteinwirkung die Verbindung zwischen den Substanzen aufzubrechen. Abhängig von den zu verklebenden Materialien kann hier das Simultanreißverfahren oder das Sequentielle Reißverfahren eingesetzt werden.
2. Eine Methode zur tatsächlichen Adhäsion, ohne die Struktur zu beeinträchtigen, die durch die Verbindung zweier Materialien entsteht.

Bei Verwendung unterschiedlicher Methoden können unterschiedliche Indikatoren erhalten werden, die maßgeblich von der Dicke der beiden Materialien abhängen. Berücksichtigt werden die Schälgeschwindigkeit und der Winkel, in dem die Trennung erfolgen muss.

In der modernen Welt gibt es verschiedene Arten der Materialhaftung. Heutzutage ist Polymerhaftung kein seltenes Phänomen. Beim Mischen verschiedener Substanzen ist es sehr wichtig, dass ihre aktiven Zentren miteinander interagieren. An der Grenzfläche zwischen zwei Stoffen entstehen elektrisch geladene Teilchen, die für eine starke Verbindung von Stoffen sorgen.

Unter Leimhaftung versteht man den Prozess der Anziehung zweier Stoffe durch mechanische Wechselwirkung von außen. Mit Leim werden zwei Materialien zusammengeklebt, um ein Objekt zu schaffen. Die Festigkeit der Materialverklebung hängt davon ab, wie stark der Klebstoff im Kontakt mit bestimmten Materialarten ist. Um Materialien zu verkleben, die nicht gut miteinander interagieren, ist es notwendig, die Wirkung des Klebers zu verstärken. Dazu können Sie einfach einen speziellen Aktivator verwenden. Dadurch entsteht eine starke Haftung.

In der modernen Welt haben wir es sehr oft mit Befestigungsmaterialien wie Beton und Metallen zu tun. Die Haftung von Beton auf Metall ist nicht stark genug. Im Bauwesen werden häufiger spezielle Mischungen verwendet, die eine zuverlässige Verbindung dieser Materialien gewährleisten. Häufig wird auch Bauschaum verwendet, der Metalle und Beton dazu zwingt, ein stabiles System zu bilden.

Adhäsionsmethode

Unter Adhäsionsprüfverfahren versteht man Verfahren, die ermitteln, wie unterschiedliche Materialien innerhalb bestimmter Grenzen miteinander interagieren können. Aus miteinander verbundenen Materialien entstehen verschiedene Bauprojekte und Haushaltsgeräte. Damit sie normal funktionieren und keinen Schaden anrichten, ist es notwendig, den Grad der Adhäsion zwischen den Substanzen sorgfältig zu kontrollieren.

Die Haftungsmessung erfolgt mit speziellen Instrumenten, die es ermöglichen, bereits in der Produktionsphase zu bestimmen, wie fest die Produkte nach Anwendung bestimmter Klebemethoden miteinander verbunden sind.

Haftung von Farben und Lacken

Unter Lackhaftung versteht man die Haftung von Farbe auf verschiedenen Materialien. Das häufigste Problem ist die Haftung zwischen Lack und Metall. Um Metallprodukte mit einer Lackschicht zu überziehen, werden zunächst Tests zum Zusammenspiel zweier Materialien durchgeführt. Dabei wird berücksichtigt, welche Farb- und Lackschicht aufgetragen werden muss, um deren Adsorptionsgrad zu bestimmen. Anschließend wird der Grad der Wechselwirkung zwischen dem Farbfilm und dem Material, mit dem er beschichtet ist, bestimmt.