6.Характер сцепления клея со склеиваемыми поверхностями Адгезия

В настоящее время не существует общепринятой теории, объясняющей процесс склеивания, однако имеется ряд точек зрения на природу адгезии, возникающей при склеивании материалов.

Под адгезией понимается сцепление, возникающее между двумя приведенными в соприкосновение разнородными материалами. В случае клеевых соединений адгезия-это сцепление между клеящим веществом и склеиваемой поверхностью. При рассмотрении адгезионных явлений должна учитываться когезия – сцепление внутри клеевых материалов.

В настоящее время приобрели большое значение адсорбционная, электрическая и диффузионная теории адгезии.

Адсорбционная теория

Адсорбционная теория является наиболее распространенной. Она рассматривает образование связи между клеящим веществом (адгезивом) и склеиваемым материалом (субстратом) как результат действия межмолекулярных сил.

Электрическая теория

В основе электрической теории адгезии лежит представление о двойном электрическом слое, образующемся при тесном контакте двух поверхностей.

Электрическая теория адгезии выявляет два основных положения:

1. Адгезия твердых пленок обусловливается электростатическим притяжением зарядов двойного электрического слоя (микроконденсатора), возникающего на поверхности раздела адгезив-субстрат.

2. Отрыв адгезива от субстрата представляет собой процесс разведения обкладок микроконденсатора до наступления газового разряда.

Электрическая теория адгезии учитывает значение сил молекулярного взаимодействия в явлениях адгезии. Адсорбционные явления учитываются лишь тогда, когда в результате их возникает перераспределение электронов на границе раздела, приводящее к образованию двойного электрического слоя.

Диффузионная теория

Диффузионная теория адгезии сводит адгезию и аутогезию высокополимеров к диффузии цепочечных молекул, или их участков и к образованию в результате этого прочной связи между адгезивом и субстратом.

Диффузионная теория адгезии объясняет влияние на процесс склеивания ряда технологических факторов, таких, как применение растворителя, общего для адгезива и субстрата.

На процесс склеивания и выбор клея существенное влияние оказывает природа склеиваемого материала. Полярные материалы требуют применения полярных клеев и наоборот. Состояние поверхности склеиваемых материалов также существенно влияет на прочность клеевого скрепления

При образовании клеевой пленки могут иметь место три основных процесса: а)удаление растворителя из раствора полимера; б)плавление твердого полимера; в) полимеризация или поликонденсация исходного мономера.

Возможны и более сложные случаи, когда при формировании клеевой пленки, представляющей собой многокомпонентную систему, одновременно протекают процессы полимеризации мономера и удаление растворителя.

Когезия

Когезия склеивающего слоя обусловлена тем, что при высыхании клея макромолекулы цепочечного строения соединяются друг с другом нормальными силам Ван-дер-Вальса.

К нормально когезионным клеям можно отнести, например, крахмальный клейстер, водорастворимые производные целлюлозы, декстрин, гуммиарабик. У высококогезионных клеев величина когезии превышает нормальный уровень. Такими клеями являются белковые вещества и затвердевающие искусственные смолы.

Причины повышенной когезии у разных клеев различны. У смол повышенная когезия объясняется химическим взаимодействием молекул, у белковых веществ – наличием многочисленных групп CONH, обладающих высокой молекулярной когезией и способствующих процессу адгезии молекулярных цепей.

Проявляется повышенная когезия тоже по разному. Животный клей, например, при повышенной когезии застудневает при комнатной температуре. Другие белковые вещества, например кровяной альбумин начинают свертываться при нагревании. Казеин с некоторыми добавками, например, с кальцием образует нерастворимые соли, что еще больше повышает когезию.

Наличие гидроксильных групп повышает совместимость одних веществ с другими, а также адгезию к различным поверхностям. Повышается температура размягчения, увеличивается прочность на растяжение и сопротивление удару.