Адгезія - це що таке? Адгезія: визначення

Термін "адгезія" нерідко зустрічається документах з різних наукових дисциплін. Він застосовується і у фізиці, і в хімії, і в біології. Однак у кожної науки свій підхід до того, що таке адгезія, визначення якої з урахуванням усіх граней явища дати не може поки жоден вчений. Правда, всі сходяться в одному: вона являє собою з 'єднання, 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 їхній молекулярний контакт, ця 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 кордоні їх розділу.

Фізика

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

Речовини зчеплюються під впливом таких факторів:

• виникають хімічні зв 'язки молекул двох речовин,
• відбувається дифузія, коли молекули першої речовини проникають під кордон поверхні другої,
• 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 когезія.

Аутогезія виникає як наслідок зчеплення однорідних тіл, однак межа розділу фаз при цьому зберігається.

Когезія може виникати при взаємодії молекул одного тіла.

У природних умовах виникають випадки, коли адгезія через різноманітні зовнішні причини стає когезією. Така ситуація виникає при дифузії у разі, якщо межі фаз стають розмитими. У ряді випадків сила адгезійного зв 'язку між фазами може виявитися більше когезійною. Тоді, залежно від міцності речовини, при додатку сили до з 'єднання речовин кордон розділу зберігається або когезійні зв' язки розриваються.

Хімія

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

Біологія

У біологічній науці термін використовується не щодо молекул, а стосовно відносно великих за розмірами біологічних частинок - клітин. Адгезія - це така сполука клітин, яка 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 певних білків.

Вплив на властивості матеріалів

Адгезія володіє можливістю значною мірою змінювати характеристики поверхонь, що прийшли в дотик. Вона може сприяти придбанню поверхнями низького коефіцієнта тертя. Якщо при цьому речовини мають тверду кристалічну структуру, то стає можливим їх подальше використання як антифрикційні мастили. Такі ефекти, як капілярність і змочуваність, також відбуваються внаслідок цього явища.

Одиниця вимірювання

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

Застосування адгезії в будівництві

Таке фізичне явище, як адгезія, сприяло удосконаленню технологічного процесу виготовлення сталевих плит і блоків, що 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 забарвлення і покриття лаком поверхонь будматеріалів, наносити гальванічні та анодні покриття. Ці операції сприяють створенню ^ розійного захисту металу, доданню матеріалу товарного зовнішнього вигляду.

Знання природи явища надає суттєву допомогу в якісному склеюванні різноманітних матеріалів і міцному їх зварюванні. За участю адгезії проводиться покриття металів оксидними плівками, що виконують захисні функції. Ефект знаходить застосування при виробництві бетонних робіт - в ситуаціях, коли не вдається відразу домогтися повної заливки бетоном об 'єкта. При проведенні повторної заливки дві бетонні основи утворюють між собою так званий холодний стик, що негативно впливає на міцні характеристики з 'єднання. Адгезія також рекомендована до застосування у випадках, коли необхідно відокремити бетон від форми зі сталі. Іншими способами цю операцію виконати просто неможливо. Застосування адгезії дає можливість успішно боротися з дефектами поверхонь готових виробів з бетону.

Цементні розчини

Поділ клеєвих розчинів за участю цементу на класи С1 і С2 базується на оцінці ступеня адгезії розчину до основи після ствердування. Адгезія розчину клею класу С1 до основи за вимогами європейських стандартів якості повинна становити понад 0,5 МПа, в той час як для цементного клеєвого розчину класу С2 її значення - не менше 1,0 Мпа. Таким чином, різницю між двома класами розчинів визначає міцність адгезії.

Методи визначення адгезії

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

• відшаровування;
• решітчасті надрізи;
• ґратні надрізи зі зворотним ударом;
• паралельні надрізи.

Адгезія в металургії

При адгезії відбувається збереження межі розділу фаз між тілами. Адгезія металів знаходить свій прояв тоді, коли проводиться коагуляція неметалевих включень у складі рідких металів і сплавів. Адгезія сприяє укрупненню неметалевих включень, що в подальшому призводить до їх виведення з металу в шлак.

Ефект адгезії або змочування неметалевих включень рідким металом може:

• заважати вилученню включень з металу в тому випадку, якщо розплав металу добре змочує неметалеві включення (в цьому випадку має місце хороша адгезія);
• створювати умови для видалення неметалевих включень з металу в ситуації, коли ці включення недостатньо змочуються металевим розплавом (в цьому випадку величина адгезії невелика).

При проведенні холодного зварювання практично всі тверді метали, що знаходяться в пластичному стані, піддаються сполуці 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 спекаються 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-акцепторний зв' язок. Посилюється адгезія також при проведенні хімічної очистки поверхонь, що з 'єднуються. Для цих цілей використовуються знежирювання, вакуумування, іонне бомбардування, вплив електромагнітного випромінювання.

Активатор адгезії

Коли експлуатується автомобіль, пори найдрібніших 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. Знедирення не дозволяє усунути всі забруднення. Активатор адгезії розроблений для використання при підготовці поверхонь перед нанесенням декоративних плівок, наклейок, шильдиків, двостороннього скотчу. Активатор суттєво збільшує адгезійні властивості поверхонь завдяки спеціально розробленому складу. Його застосування дозволяє гарантувати, що приклеювання буде надійним і дозволить експлуатувати з 'єднувані матеріали протягом тривалого часу. Висока адгезія, забезпечувана активатором, є причиною високого попиту на нього.