Адгезия
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/Drops_I.jpg/220px-Drops_I.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/thumb/0/08/%D0%A0%D0%BE%D1%81%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%B1%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B5_%D1%80%D0%BE%D0%B7%D1%8B.jpg/300px-%D0%A0%D0%BE%D1%81%D0%B0_%D0%BD%D0%B0_%D0%B1%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B5_%D1%80%D0%BE%D0%B7%D1%8B.jpg)
Адге́зия (от лат. adhaesio — «прилипание») в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел[1]. Адгезия обусловлена межмолекулярными взаимодействиями (Ван-дер-Ваальсовыми, полярными, иногда — взаимной диффузией) в поверхностном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделения поверхностей. В некоторых случаях адгезия может оказаться сильнее, чем когезия, то есть сцепление внутри однородного материала, в таких случаях при приложении разрывающего усилия происходит когезионный разрыв, то есть разрыв в объёме менее прочного из соприкасающихся материалов.
Определение с меньшей достоверностью и с большей ясностью: Адге́зия - это способность „прилипать и удерживаться.“
Частным случаем адгезии является аутогезия — связь между однородными конденсированными телами при их молекулярном контакте[2]. При аутогезии сохраняется граница раздела между телами; этим аутогезия отличается от когезии, относящейся к связи между частицами внутри тела в пределах одной фазы и характеризующей прочность конденсированных тел, то есть их способность противодействовать внешнему усилию[2].
Адгезия существенно влияет на природу трения соприкасающихся поверхностей: так, при взаимодействии поверхностей с низкой адгезией трение минимально. В качестве примера можно привести политетрафторэтилен (
Наиболее известные адгезионные эффекты —
Адгезия имеет место в процессах
В
В
Теории адгезии
![]() | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Адгезия представляет собой крайне сложное явление, с чем связано существование множества теорий, трактующих это явление с различных позиций. В настоящее время известны следующие теории адгезии:
- Адсорбционная теория, согласно которой явление осуществляется в результате адсорбции адгезива на порах и трещинах поверхности субстрата.
- Механическая теория рассматривает адгезию как результат проявления сил межмолекулярного взаимодействия между контактирующими молекулами адгезива и субстрата.
- Электрическая теория отождествляет систему «адгезив — субстрат» с конденсатором, а двойной электрический слой, возникающий при контакте двух разнородных поверхностей, — с обкладкой конденсатора.
- Электронная теория рассматривает адгезию как результат молекулярного взаимодействия поверхностей, различных по своей природе.
- Диффузионная теория сводит явление к взаимной или односторонней диффузии молекул адгезива и субстрата.
- Химическая теория объясняет адгезию не физическим, а химическим взаимодействием.
Физическое описание
Адгезия представляет собой обратимую термодинамическую работу сил, направленных на разделение приведённых в контакт двух разнородных (гетерогенных) фаз. Описывается уравнением Дюпре:
Где Wa — обратимая работа адгезии на границе раздела фаз, σ13 — поверхностная энергия на границе твёрдая поверхность-газ (ТГ), σ12 — поверхностная энергия на границе жидкость-газ (ЖГ), σ23 — поверхностная энергия на границе твёрдая поверхность-жидкость (ТЖ).
Работа адгезии связана с энергией Гиббса:
Отрицательное значение ΔG° указывает на снижение работы адгезии в результате образования межфазного натяжения.
Изменения энергии Гиббса системы в процессе адгезии:
.
Адгезия неразрывно связана со многими
где σ12 — поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз (жидкость-газ), cosθ — краевой угол смачивания, Wa — обратимая работа адгезии.
Прочность адгезионных контактов зависит не только от слабых взаимодействий на границе поверхностей, но и от формы контакта. Контакты сложной формы начинают отрываться с краёв[4], фронт отрыва затем распространяется к центру контакта вплоть до достижения некоторой критической конфигурации, при которой происходит мгновенная потеря контакта[5].
См. также
Примечания
- ↑ Гиляров, 1986, с. 11.
- ↑ 1 2 Зимон А. Д., Коллоидная химия, 2015, с. 47.
- ISO16276. Антикоррозионная защита стальных конструкций защитными лакокрасочными системами. Оценка и принятые критерии адгезии/когезии (сила отрыва) покрытия // ISO.org = Corrosion protection of steel structures by protective paint systems — Assessment of, and acceptance criteria for, the adhesion/cohesion (fracture strength) of a coating. — 2007.
- 14 октября 2020 года.
- ↑ Friction Physics. Science friction: Adhesion of complex shapes (6 декабря 2017). Дата обращения: 30 декабря 2017. Архивировано 7 мая 2021 года.
Литература
- Дерягин Б. В., Кротова Н. А., Смилга В. П. Адгезия твердых тел. — М.: Наука, 1973.
- Фрейдин А. С., Турусов Р. А. Свойства и расчет адгезионных соединений. — М.: Химия, 1990.
- Берлин А. А., Басин В. Е. Основы адгезии полимеров. — М.: Химия, 1974.
- Зимон А. Д. Коллоидная химия: Общий курс. — 6-е изд. — М.: Красанд, 2015. — 342 с. — ISBN 978-5-396-00641-6.
- Тризно М. С., Москалев Е. В. Клеи и склеивание. — Л.: Химия, 1980.
- Белов П. А., Лурье С. А. Теория идеальных адгезионных взаимодействий. Механика композиционных материалов и конструкций, 2007 г., том 13, № 4, стр. 519
- Сов. энциклопедия, 1986. — 831 с. — 100 000 экз.
Ссылки
- Информация с сайта NEWCHEMISTRY.RU
- Адгезия — статья из Большой советской энциклопедии.