Mi a tapadás? A tapadás a szilárd anyagok és folyadékok fontos tulajdonsága az ipari alkalmazásokban. Réteg tapadás

A "tapadás" kifejezést gyakran megtalálják a különféle tudományágak dokumentumaiban. Fizikában, kémiában és biológiában használják. Mindegyik tudománynak azonban megvan a maga megközelítése az adhézióról, amelynek meghatározását, figyelembe véve a jelenség minden aspektusát, egy tudós még nem adhatja meg. Igaz, hogy mindenki egyetért egyet: ez egy vegyület, a különféle részecskék kölcsönhatása.

Ha folyamatnak tekintjük, akkor azt mondhatjuk, hogy az adhézió olyan jelenség, amely bizonyos kondenzált fázisok közötti kölcsönhatás megjelenéséből áll. Amikor molekuláris érintkezésük megtörténik, ez az interakció új heterogén entitás kialakulásához vezet.

Ha ezt a jelenséget tulajdonságként értjük, akkor az adhézió (folyadékok esetében) a folyadék és a szilárd fázis kölcsönhatása a felületükön.

Fizika

A fizika szempontjából az adhézió a különféle anyagok felületének tapadása, amikor érintkezésbe kerülnek. Ezen túlmenően, az anyagok lehetnek azonos és különböző aggregációs állapotban is. Így a hatás két szilárd anyagra, két folyadékra, vagy folyadékra és szilárd anyagra vonatkozhat.

Az anyagok a következő tényezők hatására ragaszkodnak:

• két anyag molekulái között kémiai kötések vannak,
• diffúzió akkor fordul elő, amikor az első anyag molekulái behatolnak a második felületének határa alá,
• a van der Waals erői úgy hatnak, hogy a molekulák polarizációjakor fellépnek.

Különleges esetekben adhézió is kialakulhat. Gyakran összekeverik őket. Ez az autohezió és a kohézió.

Az önhullás a homogén testek tapadása következtében merül fel, ám a fázishatár megmarad.

Kohézió akkor fordulhat elő, amikor egy test molekulái kölcsönhatásba lépnek.

Természetes körülmények között vannak olyan esetek, amikor a tapadás különféle külső okok miatt kohézióvá válik. Ez a helyzet akkor fordul elő diffúzió során, ha a fázishatárok elmosódnak. Bizonyos esetekben a fázisok közötti ragasztási kötés erősebb lehet, mint a kohéziós. Ezután az anyag erősségétől függően, amikor erőt alkalmaznak az anyagok összekapcsolására, megőrződik az interfész vagy a kohéziós kötések megszakadnak.

Kémia

A kémia az adhéziós folyamatról a fizikához hasonló képet alkot. A vegyiparban sok technológiai folyamat alkalmazta ennek a jelenségnek a gyakorlati alkalmazását. Éppen ez az alapja a kompozit anyagok gyártásának technológiájának, emellett a festékek és lakkok gyártása is alapul. A tapadás fogalmát a kémiai tudományban akkor használják, amikor a felületek szilárd állapotban történő ragasztással történő ragasztásának folyamatáról beszélünk (az alapfelületeket ragasztóval ragasztják össze).

Biológia

A biológiai tudományban a kifejezést nem molekulákkal, hanem viszonylag nagy biológiai részecskékkel - sejtekkel - használják. Az adhézió olyan sejtek összeköttetése, amely lehetővé teszi a szövettani struktúrák helyes kialakulását, és ezen struktúrák típusát az interakcióban részt vevő sejtek sajátossága határozza meg. A kölcsönhatás eredménye függ a fehérjék jelenlététől az összekötő sejtek felületén.

Az anyag tulajdonságainak befolyása

A tapadás képes lényegesen megváltoztatni az érintkezésbe kerülő felületek tulajdonságait. Segíthet a felületeken alacsony súrlódási együttható elérésében. Ha ebben az esetben az anyagok szilárd kristályszerkezettel rendelkeznek, akkor lehetséges, hogy tovább használják őket súrlódásgátló kenőanyagokként. Ez a jelenség szintén olyan hatásokat eredményez, mint a kapilláris képesség és a nedvesíthetőség.

mértékegység

Ha adhézió lép fel, a test energiája azonnal csökken a felület bizonyos részein. Ez az oka annak, hogy a felületeket egy adott terület egységen elválasztják egymástól.

A tapadás alkalmazása az építőiparban

A tapadás fizikai jelensége hozzájárult a vékony és vastag falú acéllemezek és tömbök gyártási folyamatának javulásához. A jelenség mechanizmusainak ismerete lehetővé tette az építőipari termékek gyártására szolgáló vonalak termelékenységének növelését és a szerkezetek súlyának jelentős csökkentését.

Csak ez a jelenség teszi lehetővé az építőanyagok felületének festését és lakkozását, valamint a galván és az anód bevonatok felvitelét. Ezek a műveletek hozzájárulnak a fém korrózióvédelmének megteremtéséhez, és az anyag forgalomképes megjelenést kölcsönöz.

A jelenség természetének ismerete jelentős segítséget nyújt a különböző anyagok kiváló minőségű ragasztásában és tartós hegesztésében. A tapadás részvételével a fémeket oxid-fóliákkal vonják be, amelyek védő funkciókat látnak el. A hatás alkalmazható a betonmunkák gyártásában - olyan helyzetekben, amikor nem lehetséges az objektum teljes betonbetöltése azonnal. Újraöntéskor két beton alap úgynevezett hideg kötést képez egymás között, ami negatívan befolyásolja a hézag szilárdsági tulajdonságait. A tapadás akkor is ajánlott, ha a betont el kell választani az acélformától. Egyszerűen lehetetlen ezt a műveletet más módon végrehajtani. Az adhézió használata lehetővé teszi a kész betontermékek felületi hibáinak sikeres kezelését.

Cementhabarcs

A ragasztóhabarcs megosztását a cement részvételével a C1 és C2 osztályba a habarcsnak az alaphoz való tapadási fokának az edzés utáni tapadásának mértékén alapszik. Az európai minőségi szabványok követelményei szerint a C1 osztályú ragasztóhabarcsnak az alaphoz való tapadása az európai minőségi szabványok követelményeinek meghaladja a 0,5 MPa-t, míg a C2 osztályú cementragasztó-habarcs esetében annak értéke legalább 1,0 MPa. Így a habarcs két osztálya közötti különbséget a tapadási szilárdság határozza meg.

A tapadás meghatározásának módszerei

A tapadás meghatározásának módszerei (GOST 15140-78):

• hámlás;
• rácsdarabok;
• rácsvágások fordított ütéssel;
• párhuzamos metszetek.

Tapadás a kohászatban

A tapadás során megmarad a test közötti fázishatár. A fémek adhéziója akkor jelentkezik, ha a folyékony fémek és ötvözetek összetételében a nem fémes zárványokat koagulálják. A tapadás elősegíti a nemfém zárványok kibővülését, ami tovább vezet azok eltávolításához a fémről a salakba.

A nemfémes zárványok tapadása vagy nedvesítése folyékony fémmel:

• zavarja a zárványok kivonását a fémből abban az esetben, ha a fémolvadék jól megnedvesíti a nemfém zárványokat (ebben az esetben a jó tapadás zajlik);
• feltételek megteremtése a nemfémes zárványok eltávolítására a fémből olyan helyzetben, amikor ezeket a zárványokat a fémolvadék nem nedvesíti meg kellő mértékben (ebben az esetben a tapadás értéke alacsony).

A hideghegesztés során szinte az összes keményfémet műanyag állapotban nyomás alatt ragasztják. A tapadás alapja a galván, oxid és szulfid bevonatok fémekhez való tapadása, amelyeket a fém felületére alkalmaznak a termékek korrózió elleni védelme érdekében. A bevonat tapadása biztosítja az ilyen vegyületek megbízható tapadását a fémek felületéhez. Megtalálta alkalmazását a porkohászatban, amikor a termékeket fémporokból képezik és szinterezik.

Az anyagok tapadását széles körben használják olyan esetekben, amikor forrasztásra, ónra, cinkre, különféle festék- és lakkbevonatokra van szükség. Különböző kompozit anyagok létrehozása nem nélkülözheti ezt. Az ilyen anyagok gyártásakor bármely anyag részecskéi érintkezésbe kerülnek az ötvözet alapjával. A hatás növekszik, ha elektromos töltés jelenik meg a testek felületén, ami lehetővé teszi donor-akceptor kötés kialakítását a csatlakozáskor. A tapadás fokozódik a csatlakoztatandó felületek kémiai tisztításakor is. Ezekre a célokra zsírtalanítás, evakuálás, ionbombázás, elektromágneses sugárzásnak való kitettség történik.

Tapadást elősegítő anyag

Amikor egy autó üzemel, a festékréteg és a polimer alkatrészek legkisebb pórusai por-, gyanta- és autovegyületek maradékaival vannak eltömődve. Következésképpen a valamely alkatrészhez való ragasztás kísérlete gyakran sikertelen a rossz felülettapadás miatt. A zsírtalanítás nem távolítja el az összes szennyeződést. A tapadást elősegítő anyagot a felület előkészítésére tervezték, mielőtt dekoratív fóliákat, matricákat, névtáblákat, kétoldalas szalagot felhordnának. Az aktivátor jelentősen növeli a felületek tapadási tulajdonságait egy speciálisan kifejlesztett összetétel miatt. Használata lehetővé teszi annak biztosítását, hogy a ragasztás megbízható legyen, és lehetővé teszi az anyagok hosszú időn át történő ragasztását. Az aktivátor által biztosított magas tapadás oka a nagy igény ennek.

Az anyagot e-mailben küldjük el neked

Ez a különböző összetételű és szerkezetű anyagok tapadása, fizikai és kémiai tulajdonságaik miatt. A tapadás kifejezés az adhézió - adhézió latin szóból származik. Az építőiparban a tapadás szűkebb és pontosabb megjelölését adják - ez a dekoratív és a bevonó bevonatok (festékanyagok, vakolat), a tömítőanyagok vagy a ragasztókeverékek erős és megbízható kapcsolatát képezik az alapanyag külső felületével.

A modern ragasztók tapadási hatásának lenyűgöző bemutatása

Fontos! Különbséget kell tenni a tapadás és a kohézió fogalma között. A tapadás különféle anyagokat kapcsol össze, csak a felületi réteget érinti. Például festeni egy fém felületre. A kohézió azonos típusú anyagok kombinációja, amelynek eredményeként molekuláris interakciók alakulnak ki.

A tapadás az egyik legfontosabb anyagtulajdonság a következő területeken:

1. Kohászat - korróziógátló bevonatok.
2. Mechanika - kenőanyag-réteg a gépek és mechanizmusok elemeinek felületén.
3. Orvostudomány - fogászat.
4. Épület. Ebben az iparágban a tapadás a munka minőségének és a szerkezetek megbízhatóságának egyik fő mutatója.

Az építkezés szinte minden szakaszában a következő illesztések tapadási mutatóit figyelik:

• festékek és lakkok;
• gipszkeverékek, esztrichek és tömések;
• ragasztók, falazó habarcsok, tömítőanyagok stb.

A kémiai adhézióra példa a szilikon tömítőanyag üveghez történő ragasztásának reakciója

Az anyagok ragasztásának három alapelve van. Az építőiparban és a technológiában ezek a következők:

1. Mechanikai - az adhézió az alkalmazott anyagnak az alaphoz történő tapadásával történik. Egy ilyen kapcsolat mechanizmusa az alkalmazott anyag behatolása a külső réteg pórusaiba vagy egy durva felülettel való kapcsolatba kerül. Példa erre a beton vagy fém felületének festése.
2. Kémiai - az anyagok közötti kapcsolat, ideértve a különböző sűrűségű anyagokat is, atomszinten lép fel. Egy ilyen kötés kialakításához katalizátor jelenléte szükséges. Az ilyen típusú adhézióra példa a forrasztás vagy hegesztés.
3. Fizikai - a párosító felületeken elektromágneses intermolekuláris kötés van. Statikus elektromosság vagy állandó mágneses vagy elektromágneses terek okozhatják. A technológiában történő alkalmazás példája a különféle felületek festése elektromágneses mezőben.

Építési és befejező anyagok tapadási tulajdonságai

Az építőanyagok és a befejező anyagok tapadását főként a mechanikai és kémiai kötés elve szerint végzik. Az építkezés során nagyszámú különféle anyagot használnak, amelyek működési jellemzői és kölcsönhatásának specifikása alapvetően különböznek. Három fő csoportba osztjuk őket, és részletesebben jellemezzük őket.

festékek és lakkok

A festékanyagok tapadását az alap felületéhez a mechanikai elv szerint hajtják végre. Ugyanakkor a maximális szilárdsági mutatókat akkor érik el, ha az anyag munkafelülete durva vagy porózus. Az első esetben az érintkezési terület jelentősen megnő, a második esetben a festék behatol az alap felszíni rétegébe. Ezenkívül a különféle módosító adalékok miatt a festékanyagok tapadási tulajdonságai növekednek:

• a szerves szilánok és a polioorganosziloxánok további hidrofóbizáló és korróziógátló hatást fejtenek ki;
• poliamid és poliészter gyanták;
• szerves fémkatalizátorok a festékanyagok keményedésének kémiai folyamatainak előállításához;
• ballaszt finom töltőanyagok (például talkum).

Talkum töltőanyag - nem izzó égésgátló

Építési vakolatok és száraz ragasztók

A közelmúltig az építkezési és befejező munkákat gipsz, cement és mész alapú különféle megoldások felhasználásával végezték. Gyakran egy bizonyos arányban keveredtek, ami alapvető tulajdonságainak korlátozott megváltozását eredményezte. A modern, kész száraz építési keverékek: a kezdő, a befejező és a többrétegű vakolatok és gittok sokkal összetettebb összetételűek. Különböző eredetű adalékanyagokat széles körben használnak:

• ásványi - magnézium-katalizátorok, vízüveg, alumínium-oxid, saválló vagy nem zsugorodó cement, mikroszilika stb.
• polimer - diszpergálható polimerek (PVA, poliakrilátok, vinil-acetátok stb.).

Az ilyen módosítók jelentősen megváltoztatják az építési keverékek következő fő jellemzőit:

• műanyag;
• vízmegtartó tulajdonságok;
• tixotrópia.

Fontos! A polimer módosítók használata kifejezettebb hatást mutat a tapadás fokozására. Ugyanakkor a polimer fóliák stabil vegyületeinek képződése a különféle típusú anyagok (alapanyagkeményítő gipsz) határán csak bizonyos hőmérsékleten lehetséges. Ezt a kifejezést a filmképződés minimális hőmérséklete - MTP - nek nevezzük. Különböző vakolatok esetén + 5 ° C és + 10 ° C között változhat. A leválasztás elkerülése érdekében szorosan be kell tartani a gyártó mind a környezeti, mind az alapfelület hőmérsékletére vonatkozó ajánlásait.

Tömítőanyagok

Három különböző típusú tömítőanyag van felhasználva az építésben, amelyek mindegyike különleges feltételeket igényel a nagy szilárdságú tapadáshoz az alapanyaghoz. Vizsgáljuk meg az egyes típusokat részletesebben.

• Szárító tömítőanyagok. A kompozíció különféle polimereket és szerves oldószereket tartalmaz: sztirol-butadién vagy nitril, kloroprén-kaucsuk stb. Általában pépes állagúak, viszkozitásuk 300-550 Pa. A viszkozitástól függően ezeket spatulaval vagy kefével kell felvinni. A felületre való felvitele után egy ideig szükséges a szárítás (az oldószer elpárologtatása) és a polimer film kialakítása.

• Nem szárító tömítőanyagok. Általában gumiból, bitumenből és különféle lágyítókból állnak. Korlátozottan ellenállnak a magas hőmérsékleten, legfeljebb 70 0 С-80 0 С, miután deformálódni kezdenek.

• Keményítő tömítőanyagok. Alkalmazásuk után, különféle tényezők hatására: nedvesség, hő, kémiai reagensek, visszafordíthatatlan polimerizációs reakció alakul ki.

Az összes felsorolt \u200b\u200bfajta közül a kikeményítő tömítőanyagok maximális tapadást biztosítanak a hordozó felületének mikrokeménységéhez. Ezen felül ellenállnak a magas hőmérsékleteknek, a mechanikai és kémiai hatásoknak. A merevség és a szívósság optimális kombinációjával rendelkeznek, lehetővé téve számukra eredeti formájuk megőrzését. Ezek azonban a legdrágább és legnehezebben használható.

Hogyan mérik a tapadást?

A tapadásmérési technológiát, a vizsgálati módszereket, valamint az anyagok összekapcsolódásának minden mutatóját a következő szabványok jelzik:

• GOST 31356-2013 - gitt és vakolatok;
• GOST 31149-2014 - Festékek és lakkok;
• GOST 27325 - Festő anyagok fa, stb.

Információ! A tapadást kgf / cm2-ben, MPa-ban (megapaszkalis) vagy kN-ben (kilonewton) mérik - ez azt az erőt jelzi, amelyet a hordozó és a bevonó anyagok elválasztására kell alkalmazni.

Míg korábban az anyagok tapadási tulajdonságait csak laboratóriumi körülmények között lehetett mérni, jelenleg sok olyan eszköz található, amelyek közvetlenül az építkezésen használhatók. A tapadás mérésének legtöbb módja, mind a terepen, mind a laboratóriumban, a külső burkolatréteg megsemmisítését foglalja magában. De vannak ultrahangon alapuló eszközök.

• Kés tapadásmérő. A tapadási paraméterek rácsos és / vagy párhuzamos vágásokkal történő meghatározására szolgál. 200 mikron vastagságú festékekhez, lakkokhoz és filmbevonatokhoz használják.

• Pulsar 21. A készülék érzékeli az anyagok sűrűségét. Repedések és rétegek kimutatására szolgál, mind a darabokban, mind a monolitokban. Vannak speciális firmware-k és szubrutinok, amelyek a tapadási sűrűség szerint lehetővé teszik a különféle típusú vakolatok tapadási szilárdságának meghatározását a betonfelületekre.

• SM-1U. A polimer és a bitumenes szigetelő bevonatok tapadásának meghatározására szolgál részleges megsemmisítés - nyírás - módszerrel. A mérési elv a szigetelő anyag lineáris deformációinak kimutatásán alapul. Általában a csővezetékek szigetelő bevonatának szilárdságának meghatározására szolgál. Megengedett a bitumenes vízszigetelés minőség-ellenőrzéséhez történő felhasználása az épületszerkezeteknél: alagsori és alagsori falak, lapos tetők stb.

Az anyagok tapadását csökkentő tényezők

Különböző fizikai és kémiai tényezők befolyásolják a tapadás csökkenését. A fizikai hőmérséklet és páratartalom a környezetre utal, amikor a dekoratív, kikészítő vagy védő anyagokat alkalmazzák. Különböző szennyeződések, különösen az alap felületét borító por, szintén csökkentik a ragasztók kölcsönhatásait. Működés közben az ultraibolya sugárzás befolyásolhatja a festékek és lakkok kapcsolatának erősségét.

A tapadást csökkentő kémiai tényezőket a felületet szennyező különféle anyagok képviselik: benzin és olajok, zsírok, savas és lúgos oldatok stb.

A befejező anyagok tapadását az épületszerkezetekben zajló különféle folyamatok is csökkenthetik:

• zsugorodás;
• szakító- és nyomófeszültségek.

Információ! Ragasztónak nevezzük azt az anyagot, amelyet felületre alkalmaznak, hogy növeljék a tapadási erőt az alap és a bevonó anyag között. A hordozót, amelyre a ragasztót felvitték, szubsztrátumnak nevezzük.

Módszerek a tapadás növelésére

Az építkezésben számos univerzális módszer létezik a dekoratív kiképzési anyagok tapadásának növelésére az alapfelületre:

1. Mechanikai - az alap felülete durva lesz az érintkezési felület növelése érdekében. Ehhez különféle csiszolóanyagokkal kezelik, bevágásokat alkalmaznak stb.
2. Kémiai - különféle anyagokat adnak az alkalmazott védő- és befejező anyagok összetételéhez. Ezek általában olyan polimerek, amelyek erősebb kötéseket képeznek és további rugalmasságot adnak az anyagnak.
3. Fizikai-kémiai - az alap felületét alapozóval kezelik, amely megváltoztatja az anyag alapvető kémiai paramétereit és befolyásolja bizonyos fizikai tulajdonságokat. Például a porózus anyagok nedvesség-abszorpciójának csökkenése, a laza külső réteg rögzítése stb.

A különféle anyagokhoz való tapadás növelésének módjai

Nézzünk közelebbről az építkezés során használt különféle anyagok adhéziójának növelésének módszereire.

Konkrét

A beton építőanyagokat és szerkezeteket széles körben használják az építésben. A felület nagy sűrűsége és simasága miatt potenciális tapadási tulajdonságuk meglehetősen alacsony. A kikészítőelemek kötésének erősségének növelése érdekében a következő paramétereket kell figyelembe venni:

• száraz vagy nedves felület. Általában nagyobb a tapadás egy száraz felülethez. Számos ragasztókeveréket fejlesztettek ki, amelyek megkövetelik a szubsztrátum felületének előnedvesítését. Ebben az esetben figyelni kell a gyártó követelményeire;
• környezeti és bázis hőmérséklet. A legtöbb bevonó anyagot legalább + 5 ° C ... + 7 ° C levegő hőmérsékleten betonfelületekre felhordják. Ebben az esetben a betont nem szabad fagyasztani;
• primer. Hibásan használják. Sűrű beton esetében ezek a kompozíciók kvarc homok töltőanyaggal (beton érintkezés), a porózus beton esetében (hab, porózus beton) ezek mély behatolású alapozók, amelyek akril diszperziókon alapulnak;
• módosítók hozzáadása. A kész száraz gipszkeverékek már különféle ragasztó adalékokat tartalmaznak. Ha a vakolatot önmagában keverik, akkor ajánlott hozzá adni: PVA, akril alapozó, ugyanabból a mennyiségből a víz helyett, szilikát ragasztóval, amely a nedvesítő anyag számára további nedvességtűrő tulajdonságokat ad.

Fém

A felületek előkészítésének módszere és minősége kulcsszerepet játszik a festékek és lakkok fémfelülettel való kapcsolatának erősségében. Otthon ajánlott a következőket tenni:

• zsírtalanító - fémmegmunkálás különféle oldószerekkel: 650, 646, P-4, lakkbenzin, aceton, kerozin. Szélsőséges esetekben a felületet benzinnel megtisztítják;
• gyékényfonás - az alap megmunkálása csiszolóanyagokkal;
• párnázás - speciális alapozófestékek használata. Egy sor dekoratív festékkel készített készletben készülnek.

Fontos! Az ólom, az alumínium és a cink tapadása jóval alacsonyabb, mint az öntöttvas és acélé. Ennek oka az, hogy ezek a fémek oxidfilmeket képeznek a felületükön. Ezért a festék és a lakk bevonása az oxidréteg mentén történik. Javasoljuk, hogy ezeket az anyagokat a film mechanikus vagy kémiai eltávolítása után azonnal elszínezze.

Fa és fa kompozitok

A fa egy porózus felület, nagyon sok egyenetlenséggel, és a befejező anyagok összekapcsolódásának erősségével nem jár különösebb probléma. A tökéletességnek azonban nincs korlátozása, ezért különféle technológiákat fejlesztettek ki az adhézió javítására, kombinálva magának a felületnek a védő és dekoratív tulajdonságait is. Használatuk, például akrilfestékekkel kombinálva, jelentősen javítja az időjárás-ellenállást, az ultraibolya fakulásnak való ellenállást és biológiai védelmet nyújt az anyagnak. A fa felületét sokféle alapozóval kezelik, leggyakrabban bórvegyületek és nitrocellulóz alapon.

Hegesztési tapadás

A hegesztés a fémszerkezetek összekapcsolásának egyik legtartósabb módja. Ez a két elem molekuláinak tapadása közbenső vagy segédanyagok - ragasztó vagy forrasztóanyag - használata nélkül. Ez a folyamat termikus aktiválás hatására zajlik. A csatlakoztatott elemek külső rétegét az olvadáspont fölé hevítik, ezután az anyagok molekuláris megközelítése és összekapcsolása megtörténik.

A következő tényezők akadályozhatják a jó tapadást a hegesztés során:

• oxidfilmek jelenléte. Ezeket mechanikusan vagy kémiai úton távolítják el a felület előkészítése során, vagy közvetlenül a hegesztés során eltűnnek magas hőmérsékletek vagy fluxusok hatására;
• következetlenség az anyagok és az elektródok kémiai összetételében. Különös figyelmet kell fordítani a szilícium és a szén jelenlétére és mennyiségére az összekapcsolandó részekben. Különböző minőségű acélok csatlakoztatásához ajánlott alacsony diffúziós hidrogéntartalmú elektródák használata;
• elégtelen behatolási mélység, amely közvetlenül függ az áram erősségétől és az elektróda mozgásának sebességétől.

A fizikai testek közötti kölcsönhatásnak sokféle módja van. Ezek egyike a felülettapadás. Nézzük meg, mi ez a jelenség és milyen tulajdonságokkal rendelkezik.

Mi a tapadás?

A kifejezés meghatározása világosabbá válik, ha megtudja, hogyan alakult ki a szó. Latinul az adhaesio fordítása: "vonzerő, tapadás, tapadás". Tehát az adhézió nem más, mint a kondenzált különféle testek kötődése, amely akkor lép fel, amikor érintkezésbe kerülnek. Ha homogén felületek érintkezésbe kerülnek, ennek a kölcsönhatásnak egy speciális esete merül fel. Autohesionnek hívják. Mindkét esetben világos fázis-elválasztási vonalat húzhat ezek között az objektumok között. Ezzel szemben a kohézió felszabadul, amelyben a molekulák adhéziója az anyagon belül történik. A világosabbá tétele érdekében vegye figyelembe az élet példáját. Vegyünk is normál vizet. Akkor felvisszük őket ugyanazon üvegfelület különböző részeire. Példánkban a víz gyenge tapadású anyag. Ezt könnyű ellenőrizni az üveg fejjel lefelé fordításával. A kohézió viszont jellemzi az anyag erejét. Ha két üvegdarabot ragaszt meg ragasztóval, akkor a kapcsolat elég megbízható, de ha gyurmával köti össze, az utóbbi közepén megszakad. Ebből arra következtethetünk, hogy kohéziója nem lesz elegendő az erős kötéshez. Azt mondhatjuk, hogy mindkét erő kiegészíti egymást.

A tapadás típusai és az erejét befolyásoló tényezők

Attól függően, hogy a testek kölcsönhatásba lépnek, bizonyos tapadási tulajdonságok nyilvánulnak meg. A legnagyobb érték a tapadás, amely szilárd felülettel való kölcsönhatás során jelentkezik. Ez a tulajdonság gyakorlati jelentőségű mindenféle ragasztó gyártásakor. Ezen felül a szilárd anyagok és a folyadékok tapadása is megszabadul. Számos kulcsfontosságú tényező határozza meg közvetlenül azt az erőt, amellyel a tapadás megnyilvánul. Ez az érintkezési terület, az érintkező test jellege és felületének tulajdonságai. Ezenkívül, ha az objektumpárok közül legalább az egyik magára hordja, akkor az interakció során egy donor-elfogadó kötés jelenik meg, amely növeli a kohéziós erőt. A vízpára kapilláris kondenzációja a felületeken jelentős szerepet játszik. Ez a jelenség kémiai reakciókhoz vezethet a hordozó és a ragasztó között, ami szintén növeli a kötési szilárdságot. És ha egy szilárd anyagot folyadékba merítenek, akkor észlelhet egy következményt, amely adhéziót is okoz - ez nedvesedés. Ezt a jelenséget gyakran használják a festéshez, ragasztáshoz, forrasztáshoz, kenéshez, kőzetkötéshez stb. A tapadás kiküszöbölésére olyan kenőanyagot használnak, amely megakadályozza a felületek közvetlen érintkezését, és erősíti azt, éppen ellenkezőleg, a felületet mechanikai vagy kémiai tisztítással, elektromágneses sugárzásnak való kitettséggel vagy különféle funkcionális szennyeződések hozzáadásával aktiválják.

Kvantitatív módon az ilyen kölcsönhatás mértékét az erő határozza meg, amelyet az érintkező felületek elválasztására kell alkalmazni. És a tapadás szilárdságának mérésére speciális eszközöket használnak, amelyeket adhesiométereknek hívnak. Ugyanazt a módszert, amelyet annak meghatározására használják, adhesiometrianak nevezzük.

Az építkezési világ számos fizikai jelenségtől és tulajdonságtól függ, amelyek képezik a különféle típusú és textúrájú anyagok megfelelő hozzákapcsolásának alapját. A tapadás felelős a különféle anyagok egymáshoz történő kapcsolódásáért. A latin nyelvből a szót "ragadt" -nak fordítják. Az adhézió mérhető, és különböző értékei lehetnek, attól függően, hogy a különféle anyagok és anyagok molekuláris hálózatai hogyan viselkednek egymással. Ha építési munkáról beszélünk, akkor itt a tapadás gyakran "nedvesítőszerként" működik az anyagok között víz vagy nedves munka közben. Ez lehet alapozó, festék, cement, ragasztó, habarcs vagy impregnálás. Az adhéziós érték jelentősen csökken, ha az anyagok zsugorodnak.

Az építési munkák közvetlenül kapcsolódnak az anyagok és anyagok behatolásához. Ez a folyamat jól látható és gyorsan látható a festés, szigetelés, hegesztés és forrasztás során. Ennek eredményeként láthatjuk, hogy az anyagok gyorsan tapadnak vagy tapadnak egymáshoz. Ez nem csak a dolgozók hozzáértő munkája és professzionalizmusa, hanem az adhézió miatt is megtörténik, amely a különféle anyagok molekuláris hálózatának megkötésének alapja. Ennek a folyamatnak a megértése nyomon követhető betonszerkezetek öntésekor, festéskor, dekoratív burkolólapok cementre vagy ragasztóra ültetésekor.

Hogyan mérik?

A tapadási adhéziót MPa-ban (mega Pascal) mérjük. Az MPa egységet 10 kilogramm alkalmazott erővel mérik, amely 1 négyzetcentiméterre nyomódik. A gyakorlatban történő megértéshez fontolja meg egy esetet. A jellemző tulajdonságainak megfelelő ragasztókészítmény megnevezése 3 MPa. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos rész ragasztásához 1 kv. cm-ig erőt kell használnia, vagy 30 kilogrammnak megfelelő erőfeszítést kell tennie.

Mi befolyásolja őt?

Bármely működő keverék különböző szakaszokon és folyamatokon megy keresztül, amíg teljes mértékben nem bizonyítja a gyártó által deklarált tulajdonságait. Miközben beáll, a tapadás megváltozhat a szárítás során bekövetkező fizikai folyamatok miatt. Ugyancsak fontos szerepet játszik a habarcskeverék zsugorodása, amelynek eredményeként az anyagok közötti érintkezés meg van feszítve, és zsugorodási repedések jelentkeznek. Az ilyen zsugorodás eredményeként az anyag tapadása egymáshoz a felületen gyengül. Például a valódi építésben ez egyértelműen megfigyelhető, amikor a régi beton érintkezésbe kerül az építési keverékek új falazatával.

Hogyan lehetne javítani a tulajdonságokat?

Számos építőanyag és természetüknél fogva nem képes erősen tapadni egymáshoz. Különböző kémiai összetételük és oktatási körülményeik vannak. A javítás és az építkezés során felmerülő probléma megoldására már hosszú ideje egy teljes arzenál áll rendelkezésre, amelyek elősegítik az anyagok közötti tapadást. Leggyakrabban olyan művek egész sorozatáról beszélünk, amelyek időigényt és fizikai költségeket igényelnek.

Az építkezés során három módszer alkalmazható egyszerre a tapadás javítására. Ezek tartalmazzák:

• Kémiai. Speciális adalékokat, lágyítókat vagy adalékokat adnak az anyagokhoz a legjobb hatás elérése érdekében.
• Fizikai-kémiai. Felületkezelés speciális vegyületekkel. A gitt és az alapozó a fizikai-kémiai hatásra utal, amely az anyagok egymáshoz "ragaszkodik".
• Mechanikai ... A tapadás javítása érdekében a mikroszkópos érdesség megjelenése érdekében csiszolás formájában mechanikus hatást alkalmaznak. A fizikai porcolást, a kopást, valamint a por és a szennyeződés eltávolítását a felületről szintén használják.

Alapvető építőanyagok tapadása

Vizsgáljuk meg részletesen, hogy az anyagok hogyan reagálnak egymásra, amelyeket leggyakrabban használnak az építésben.

• Üveg... Jó érintkezés folyékony anyagokkal. Tökéletes tapadást mutat lakkokkal, festékekkel, tömítőanyagokkal és polimer vegyületekkel. A folyékony üveg szilárdan rögzítve van kemény porózus anyagokkal
• Faipari ... Ideális tapadást mutat a fa és a folyékony építőanyagok, például bitumen, festékek és lakkok. Nagyon gyengén reagál a cementhabarcsokra. A vakolat vagy az alabástrom a fa más építőanyagokkal való kötéséhez használható.
• Konkrét ... Tégla és beton esetében a nedvesség a kulcs a sikeres tapadáshoz. A jó eredmény elérése érdekében a felületeket folyamatosan nedvesíteni kell, és folyékony oldatokat víz alapon kell használni. Jól reagál a porózus és durva szerkezetű anyagokra. A polimer anyagokkal való érintkezés sokkal rosszabb.

Következtetés:

A tapadás jelensége lehetővé teszi bármilyen anyag gyors és minőségi tapadását más bevonatok alapjához további építőanyagok és oldatok segítségével. Minden anyag megmutatja tulajdonságait és tulajdonságait, amikor más építőanyagokkal kölcsönhatásba lép. A tapadás képessége lehetővé teszi számukra a szilárd tapadást anélkül, hogy a teljes építési folyamatot veszélyeztetné.

A kohézió és a tapadás fogalma. Nedvesítés és terjedés. A tapadás és a kohézió működése. Dupre egyenlete. A nedvesedés érintkezési szöge. Jung törvénye. Hidrofób és hidrofil felületek

Heterogén rendszerekben megkülönböztetjük a fázisok és a közöttük lévő intermolekuláris kölcsönhatásokat.

Kohézió - atomok és molekulák vonzása külön fázisban... Meghatározza egy anyag kondenzált állapotban létezését, amelyet intermolekuláris és interatomikus erők okozhatnak. Koncepció tapadás, nedvesítő és terjedés utalnak a fázisok közötti interakciókra.

Tapadás kapcsolatot teremt két, bizonyos erősségű test között, a fizikai és kémiai intermolekuláris erők hatására. Vegye figyelembe a kohéziós folyamat jellemzőit. Munka kohézió az energiafogyasztás határozza meg a test reverzibilis repedési folyamatának az egységfelülettel megegyező szakaszon keresztüli repedéses folyamata során: W k =2  ahol W k - kohéziós munka; - felületi feszültség

Mivel a repedés két párhuzamos területen képez felületet, az egyenletben koefficiens 2 jelenik meg. A kohézió tükrözi a homogén fázison belüli intermolekuláris interakciót, akkor olyan paraméterekkel jellemezhető, mint például a kristályrács energiája, belső nyomás, illékonyság, forráspont, tapadás a rendszer eredménye. a felületi energia csökkenése. A tapadási munkát az jellemzi, hogy a ragasztó kötés egy egység területére utalható módon megszakad. A felület feszültségével megegyező egységekben mérik. A tapadás teljes munkája a testek teljes érintkezési területén: W s = W egy S

Így, tapadás - az adszorpciós erők törésével kapcsolatos munka, új felület kialakulásával 1 m-en belül 2 .

Ahhoz, hogy összekapcsolódjon az adhéziós munka és az egymással kölcsönhatásba lépő elemek felületi feszültsége, képzeljünk el két olyan kondenzált 2. és 3. fázist, amelyeknek az 1 levegő határfelületén egy egységnyi területtel megegyező felülete van (2.4.1.1. Ábra).

Feltételezzük, hogy a fázisok kölcsönösen oldhatatlanok. Amikor ezeket a felületeket kombinálják, azaz ha az egyik anyagot felviszik egy másikra, akkor az adhézió jelenik meg, mert a rendszer kétfázisúvá vált, akkor felületközi feszültség van  23. Ennek eredményeként a rendszer kezdeti Gibbs-energiája a tapadási munkával megegyező mértékben csökken:

G + W egy =0, W egy = - G.

A rendszer Gibbs-energiájának változása tapadás közben:

G korai =  31 +  21 ;

G vége \u003d  23;

;

.

- a Dupre-egyenlet.

Ez tükrözi az energiamegtakarítás törvényét a tapadás során. Ebből következik, hogy minél nagyobb a tapadás, annál nagyobb a kezdeti alkatrészek felületi feszültsége és annál alacsonyabb a végső felületi feszültség.

A felületi feszültség nullával egyenlő lesz, amikor az interfészi felület eltűnik, ami akkor fordul elő, amikor a fázisok teljesen feloldódnak

Tekintve, hogy W k =2  , és szorzzuk meg a jobb oldalt a törttel , kapunk:

ahol W k 2, W k 3 - a 2. és 3. fázis kohéziós munkája.

Tehát az oldódás feltétele, hogy az egymással kölcsönhatásba lépő testek közötti tapadási munka legyen legalább egyenlő vagy nagyobb, mint a kohéziós műveletek összegének átlagos értéke. A tapadási szilárdságot meg kell különböztetni a kohéziós munkától. W p .

W p – egy ragasztókötés megbontására fordított munka... Ez az érték abban különbözik, hogy magában foglalja az intermolekuláris kötések megszakítását W egy és a ragasztócsukló alkotóelemeinek deformációjára fordított munka W def :

W p = W egy + W def .

Minél erősebb a ragasztócsatlakozás, annál nagyobb a rendszer alkatrészeinek deformációja a pusztítás során. A deformáció mértéke többször meghaladhatja a reverzibilis tapadási munkát.

Nedvesítés - egy felületi jelenség, amely egy folyadék és egy szilárd vagy más folyékony test kölcsönhatásából áll, három nem elegyedő fázis egyidejű érintkezése esetén, amelyek egyike általában egy gáz.

A nedvesíthetőség fokát a nedvesítési szög koszinusz dimenzió nélküli értéke, vagy egyszerűen az érintkezési szög jellemzi. Folyadékcsepp jelenlétében a folyékony vagy szilárd fázis felületén két folyamat figyelhető meg, feltéve, hogy a fázisok kölcsönösen oldhatatlanok.

A folyadék csepp formájában marad a másik fázis felületén.

A csepp eloszlik a felületen.

Ábra A 2.4.1.2. Egy szilárd anyag felületén eső csepp egyensúlyi körülmények között.

A szilárd anyag csökkenő tendenciájú felületi energiája meghosszabbítja a csepp a felületen és egyenlő  31-gyel. A szilárd-folyadék felületen a fázisok közötti energia hajlamos arra, hogy összenyomja a csepp, azaz a felületi energia csökken a felület csökkentésével. A cseppen belül működő kohéziós erők megakadályozzák a terjedést. A kohéziós erők hatása a folyadék, a szilárd és a gáz halmazállapotú fázisok határától a csepp gömbfelületéhez érintő irányban irányul, és egyenlő is 21-vel. A  (theta) szög, amelyet a nedvesítő folyadékot megkötő felületek érintője képez, egy csúccsal rendelkezik a három fázis közötti felületen, és ezt nevezzük a nedvesíthetőség érintkezési szöge ... Az egyensúlyban a következő kapcsolat jön létre

- jung törvénye.

Ezért követi a nedvesedés mennyiségi jellemzőit, mint az érintkezési szög koszinuszát
... Minél kisebb az érintkezési szög, és ennek megfelelően a nagyobb cos , annál jobb a nedvesítés.

Ha cos \u003e 0, akkor a felületet ez a folyadék jól megnedvesíti, ha cos < 0, то жидкость плохо смачивает это тело (кварц – вода – воздух: угол  = 0; «тефлон – вода – воздух»: угол  = 108 0). С точки зрения смачиваемости различают гидрофильные и гидрофобные поверхности.

Ha 0< угол <90, то поверхность гидрофильная, если краевой угол смачиваемости >A 90. ábra szerint a felület hidrofób. A tapadási munka mennyiségének kiszámításához megfelelő képletet a Dupre-képlet és a Young-törvény összekapcsolásával lehet elérni:

;

- dupre-Jung egyenlet.

Ez az egyenlet megmutatja a különbséget a tapadás és a nedvesedés jelenségei között. Mindkét részt elosztva 2-vel, így kapjuk

.

Mivel a nedvesítést kvantitatív módon cos  jellemzi, akkor az egyenlettel összhangban azt határozza meg a tapadási munka és a nedvesítő folyadék kohéziós munkájának aránya. A tapadás és a nedvesítés közötti különbség az, hogy a nedvesítés három fázis érintkezésével történik. Az utolsó egyenletből a következő következtetéseket lehet levonni:

1. Mikor  = 0 kötözősaláta  = 1, W egy = W k .

2. Mikor  = 90 0 kötözősaláta  = 0, W egy = W k /2 .

3. Mikor  =180 0 kötözősaláta  = -1, W egy =0 .

Ez utóbbi kapcsolat nem valósult meg.