ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование адгезии полимеров из "Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии" Исследование зависимости адгезии эластомеров от времени и температуры контакта и от молекулярного веса полимера методом расслаивания с помощью адгезиометров. [c.156] На межфазной поверхности двух жидкостей или жидкости, смачивающей твердое тело, адгезия может достигать предельно высокого значения, так как контакт в этом случае обычно является полным. Наоборот, при контакте двух твердых тел адгезия, как правило, мала из-за неровностей поверхностей и соприкосновения их лишь в отдельных точках. Однако, если твердые тела находятся в пласти-Tie KOM или высокоэластическом состоянии и прижимаются друг ж другу с достаточной силой или если применяется растворитель, растворяющий хотя бы одно из твердых тбл, высокая адгезия может быть достигнута и в этом случае. [c.157] Об адгезии или аутогезии можно говорить, конечно, лишь в том случае, если разрушение происходит-по межфазной границе (в плоскости первоначального контакта). При разрушении адгезионного соединения но адгезиву получаемые при измерениях величины характеризуют уже когезионную прочность полимера. [c.157] На адгезию также существенным образом могут влиять размеры адгезионного соединения (действие так называемого краевого эффекта ), толщина слоя адгезива, предыстория адгезионного соединения и другие факторы. [c.158] Адгезия представляет весьма сложное явление и поэтому в разное время был предложен ряд объяснений причин образования адгезионной связи. Ниже кратко рассмотрены различные точки зрения на адгезию. [c.158] Механическая теория адгезии. Согласно этой теории адгезия осуществляется в результате затекания клея в поры и трещины на поверхности субстрата и последующего отверждения клея. При этом если поры имеют неправильную форму и особенно, если они расширяются от поверхности в глубь субстрата, образуются как бы заклепки , связывающие адгезив и субстрат чисто механически. Механическая адгезия возможна также, если субстрат пронизан сеткой сквозных пор (ткань). [c.158] Механическая адгезия в некоторых случаях, безусловно, играет существенную роль, однако одной ею нельзя объяснить все явления склеивания, так как хорошо склеиваться могут и непористые, гладкие поверхности. Кроме того, опыты, поставленные по склеиванию древесины легкоплавкими металлами, не дали положительных результатов Металл хотя и проникал в поры древесины, но прочная связь при этом не образовывалась. [c.158] Большинство исследователей считают, что механическая адгезия не может иметь самостоятельного значения в явлениях склеивания. [c.158] Адсорбционная теория адгезии. Согласно этой теории адгезия обусловлена чисто физическими взаимодействиями между молекулами адгезива и субстрата. Эти взаимодействия обусловливают ван-дер-ваальсовЪ1 силы (дисперсионные силы, взаимодействие между постоянными диполями и взаимодействие между постоянным и введенным диполями). Близко к этим силам стоят также силы, определяющие водородные связи, и взаимодействие ион — диполь. [c.158] Одним из создателей адсорбционной теории был Дебройн. Его утверждение, что адсорбцию обусловливают физические силы, основывается на том факте, что один и тот же адгезив может склеивать различные материалы и из-за достаточно инертной природы многих адгезивов и субстратов химическое взаимодействие между ними мало вероятно. Дебройну же принадлежит известное правило о том, что прочные адгезионные срединения дают адгезив и субстрат, близкие по полярности. [c.158] Мак-Ларен считает адгезию чисто поверхностным процессом, обусловленным адсорбцией определенных участков молекул адгезива на поверхности субстрата. [c.158] Некоторые исследователи полагают, что адгезия определяется способностью адгезива смачивать субстрат. Однако было показано, что хорошее смачивание является необходимым, но не достаточным условием адгезии. [c.158] что при расслаивании адгезионных соединений могут происходить электрические явления, указывает ряд фактов обнаруживаемая с помощью электроскопа электризация образовавшихся поверхностей появление в некоторых случаях расслаивания лавинного электрического разряда, сопровождающегося свечением и характерным треском изменение работы адгезии при замене среды, в которой производится расслаивание уменьшение работы расслаивания при повышении давйения окружающего газа и при действии ионизирующих излучений, что способствует удалению заряда с поверхности. Наиболее прямым подтверждением электризации образуемых поверхностей явилось открытие электронной эмиссии, наблюдающейся при отрыве пленок полимера от различных поверхностей. Следует, однако, заметить, что электрические явления, сопровождающие разрушение адгезионных соединений, наблюдаются лишь при определенных условиях при абсолютно сухих образцах и при большой скорости расслаивания (не менее десятков см/с). Это в значительной мере препятствует приложению электрической теории для объяснения всех случаев адгезии. Есть и другие соображения, ограничивающие применимость электрической теории адгезии. [c.159] Диффузионная теория адгезии. Согласно этой теории, предложенной для объяснения адгезии полимеров друг к другу, адгезия, равно как и аутогезия, обусловливается диффузией цепных молекул или их сегментов через межфазную границу и образованием вследствие этого прочной связи между полимерами. Отличительным признаком этой теории является то, что она исходит из основных особенностей полимеров — цепного строения и гибкости макромолекул, позволяющих им изменять свою конфигурацию вследствие теплового движевпня. [c.159] Процесс диффузии приво) ит к исчезновению границы между фазами и к образованию спайки, представляющей постепенный переход от одного полимера к другому. Таким образом, адгезия полимеров, согласно диффузионной теории, представляет собою, по существу, объемное явление. Совершенно очевидно также, что диффузия молекул одного полимера в другой есть не что иное, как явление растворения. Зйачение для адгезии взаиморастворимости полимеров, которая в основном определяется соотношением их полярностей (плотностей энергии когезии), вполне согласуется с правилом Дебройна. Диффузионная теория позволяет легко объяснить наблюдаемую на практике зависимость работы адгезии от скорости расслаивания, исходя из тех же релаксационных представлений, на которых основано объяснение изменения прочности образца полимера при увеличении скорости его разрыва. Силы, обусловливающие адгезию при образовании адгезионного соединения в результате диффузии, являются обычными молекулярными взаимодействиями. [c.159] Помимо общих теоретических предпосылок, указывающих на правильность диффузионной теории адгезии полимеров, имеется множество экспериментальных фактов и наблюдений, говорящих в ее пользу. Сюда относится положительное влияние на адгезию или аутогезию полимеров длительности и температуры контакта, возрастание адгезии с уменьшением молекулярного веса, полярности и кристалличности полимеров, резкое увеличение адгезии при уменьшении содержания в молекуле полимера числа коротких боковых ответвлений и т. д. [c.159] Влияние факторов, обусловливающих повышение адгезии или аутогезии, полностью совпадает с их влиявшем на диффузионную способность макромолекул. Наличие диффузии макромолекул при образовании адгезионного соединения между полимерами было доказано и прямыми методами, в частности, с помощью меченых атомов и электронной микроскопии. [c.160] Адгезия, обусловленная химическими взаимодействиями. Для большого числа случаев адгезия может быть объяснена не физическими, а химическими взаимодействиями между адгезивом и субстратом. При этом резкой границы между адгезией, обусловленной физическими силами, и адгезией, являющейся результатом химического взаимодействия, установить нельзя, точно так же, как нельзя провести четкого раздела между явлениями физической адсорбции и хемосорбции. В настоящее время есть основание полагать, что химические связи могут возникать между молекулами почти всех полимеров, содержащих активные функциональные группы, либо между такими полимерами и металлическими, стеклянными и другими поверхностями, в особенности если последние покрыты окисной пленкой или слоем продуктов эрозии. [c.160] Совершенно очевидно, что говорить о каком-либо едином механизме химической теории адгезии нельзя, так как каждый случай химической адгезии имеет свой особый, вполне специфический механизм. Механизмов химической адгезии, вероятно, столько же сколько пар адгезивов и субстратов, могущих вступать в химическое взаимодействие. [c.160] Вернуться к основной статье