Теория на дифузията - адхезия - Голяма енциклопедия на нефта и газа, статия, страница 1
Теория на дифузията - адхезия
Дифузионната теория на адхезията обяснява образуването на силна връзка между лепилото и материала за залепване чрез дифузия на макромолекули или техните области. [1]
Дифузионната теория на адхезията е приложима само в случай на адхезия на полимери един към друг. [2]
Според дифузионната теория на адхезията, за осъществяването на адхезивна връзка не е достатъчен само един контакт между два слоя от високомолекулно съединение - трябва да има и отнемащо време възстановяване в контактната зона на структурата, характерна за даден полимер. Такова възстановяване на структурата се осъществява благодарение на взаимната дифузия на кинетичните сегменти на полимера през контактната повърхност. [3]
Voyutsky [152, 184], дифузионната теория на адхезията на две различни полимерни тела се основава на концепцията за взаимна дифузия на сегменти през интерфейса, в който случай се образува преходен слой, който определя силата на адхезивното съединение. [4]
В съответствие с дифузионната теория на адхезията силата на връзката между лепилото и субстрата зависи главно от физическото състояние, в което се намират тези тела в момента на свързването им. Дифузията е възможна, ако лепилото е във високоеластично или вискозно състояние по време на залепването. Два фактора играят важна роля при образуването на дифузионна връзка: химическото взаимодействие между филмообразувателя и метала и механичната адхезия между покритието и метала поради грапавостта на повърхността. В [21, 64] е показано, че в редица случаи протича химическа реакция между контактните повърхности на полимер (лепило) и метал (субстрат), поради което се образуват химични връзки. От друга страна, металната повърхностПо-горе беше показано, че той винаги е вълнообразен, грапав, надупчен с огромен брой микропукнатини и покрит с оксиден слой. Поради това състояние на повърхността, механичната адхезия между лепилото и метала се увеличава значително. Лепилото навлиза в повърхностни неравности, след това в микропукнатини и импрегнира свободния слой, като значително увеличава връзката между лепилото и основата. По този начин състоянието на металната повърхност играе много важна роля за получаване на здрав лепилен шев и следователно в бъдеще въпросите за подготовката на повърхността ще бъдат специално подчертани. [5]
И накрая, трябва да се каже, че добре известната теория на дифузията на адхезията се основава на размиването на интерфейса. Има преки доказателства, че промяната в надмолекулната структура на полимера в зависимост от разстоянието от интерфейса субстрат-полимер влияе върху остатъчните напрежения. [6]
Трябва да се отбележи, че в дифузионната теория на адхезията [965] дифузията на полимерните молекули се счита за основен механизъм за създаване на адхезивна връзка, а силата на тази връзка се дължи на междумолекулните сили. [8]
Получената ситуация възникна, защото при формулирането на основните положения на дифузионната теория на адхезията термодинамичните, фазовите и кинетичните характеристики на системите адхезив-субстрат не бяха взети предвид напълно и механизмът на разрушаване на такива съединения изобщо не беше разгледан. [9]
В случай на залепване на два полимерни материала, например плочи от органично стъкло с PMM лепило, дифузионните процеси на границата, обяснени от дифузионната теория на адхезията, играят важна роля. Адхезията възниква поради дифузията на части от полимерни макромолекули (поради тяхната гъвкавост) през границата на първоначалния контакт. [единадесет]
На примера на няколко системи, нека разгледаме перспективите, които се отварят при изследването на лепилни съединения с помощта на локални физични методи, и като следствие от това промените, които трябва да бъдат направени в дифузионната теория на адхезията. Класифицирахме всички адхезивни системи от гледна точка на тяхното фазово равновесие. [13]
За да се обясни механизмът на адхезия и автохезия на полимерите, сега са предложени редица теории - адсорбционна,59 60, електрическа,61 62 и дифузия, различаващи се в представите си за природата на силите, които предизвикват тези процеси. В съответствие с дифузионната теория на адхезията и автохезията, коалесценцията на полимерите може да се извърши при наличие на контакт между два слоя вещество и отнемащ време процес на възстановяване в контактната зона на структура, характерна за всяка част от полимера. [14]
Направен е опит за свързване на полиамиди с лепила на основата на ЕО. В същото време изхождахме от основните положения на дифузионната теория на адхезията, според която, за да се осигури висока якост на свързване, трябва да бъдат изпълнени две условия: а) термодинамично, изискващо взаимна разтворимост на лепилото и субстрата и тяхната съвместимост; б) кинетична, постигната чрез подвижността на полимерните макромолекули. [15]