новага.
Найбільш істотне досягнення у вивченні адгезії - встановлення чіткого взаємозв'язку між кількістю функціональних груп в адгезиві і величиною адгезійної міцності. При систематичному дослідженні великої кількості різних об'єктів було виявлено, що крива залежності адгезійної міцності від вмісту в адгезиві функціональних груп має чітко виражений максимум.
Хімічна теорія адгезії
Хімічна теорія адгезії виходить з того, що на межі розділу адгезив - субстрат можливе утворення міжфазних хімічних зв'язків. Енергія хімічного зв'язку зазвичай становить близько 80 ккал/моль, в той час як енергія вандерваальсова взаємодії всього 2,5 ккал/моль, і тому природно, що утворення хімічних зв'язків в поле міжфазного контакту буде ефективно сприяти адгезії. Той факт, що наявність хімічного зв'язку у величезній мірі збільшує адгезійну міцність, був доведений експериментально. Було встановлено, що в результаті утворення хімічного зв'язку адгезійна міцність зростає приблизно в 35 разів у порівнянні з вандерваальсова взаємодією, що відповідає співвідношенню між енергіями цих зв'язків. Функціональні групи з високою реакційною здатністю - карбоксильні, амінні, амідні, гідроксильні, епоксидні і ізоціанатні - сприяють адгезії на різних субстратах.
Дифузійна теорія адгезії
Уявлення про взаємної дифузії полімерів і про зв'язок цих процесів з явищами адгезії і аутогезии існують давно. Вивчення явища зрощення було розпочато з тіл однакової природи, і для нього був запропонований термін «Аутогезія».
Аутогезия пов'язувалася з присутністю на поверхні полімерів вільних рухливих решт макромолекул, за рахунок яких відбувалося «сплавлення» двох наведених в контакт поверхонь. Загальновизнано думка, що в основі цих процесів лежить явище дифузії макромолекул або їх ділянок.
Дифузія може мати місце також при склеюванні різнорідних полімерів. Адгезія полімерів зводиться до дифузії макромолекул або їх окремих ділянок і до утворення внаслідок цього між адгезивом і субстратом «спайки», що представляє собою поступовий перехід від одного полімеру до іншого. Уявлення про вирішальну роль дифузії при встановленні адгезійного зв'язку, особливо в системах полімер - полімер, набули широкого поширення під назвою дифузійної теорії адгезії.
Роль взаємної або навіть односторонньої дифузії при утворенні адгезійних з'єднань в деяких випадках може виявитися досить значною. Дифузія - один із дуже ефективних способів досягнення молекулярного контакту між адгезивом і субстратом. Чим глибше макромолекули адгезиву впроваджуються в субстрат, тим більш сприятливі умови для реалізації максимально можливого числа зв'язків між молекулами адгезиву і субстрату. Однак це не означає, що без дифузії макромолекул адгезиву в субстрат не можна досягти високої адгезійної міцності. Але оскільки в реальних системах є чинники, що знижують величину адгезійної міцності, дифузія макромолекул адгезиву в субстрат може виявитися досить корисною. Якщо макромолекули адгезиву при утворенні адгезійного зв'язку продіффундіруют в субстрат на значну глибину, то сумарна величина міжмолекулярних взаємодій може перевищити сили, необхідні для розриву хімічних зв'язків. Цей ефект пов'язаний з ланцюговим будовою молекул полімерних адгезивів.
Часто вважають, що рушійною силою диффузіі є градієнт концентрації. Проте переміщення, викликане градієнтом концентрації і призводить до поступової гомогенізації системи, не вичерпує всі можливі прояви цього складного процесу. Вельми часто при дифузії відбувається не вирівнювання концентрацій, а навпаки, подальший поділ компонентів системи. Тому більш правильно вважати, що рушійною силою дифузії є різниця термодинамічних потенціалів. Вирівнювання термодинамічних потенціалів і наближення до термодинамічної рівноваги досягається за рахунок теплового руху атомів (молекул).
В основу молекулярно-кінетичної дифузії в полімерах покладені уявлення про теплових флуктуаціях в рідинах. Молекули дифундують речовини пересуваються в конденсованому тілі окремими імпульсами через «дірки» - мікропорожнини, які виникають в результаті теплових флуктуацій кінетичних одиниць, атомів і молекул в масі конденсованого тіла в безпосередній близькості від дифундуючої молекули.
Дифузія в полімерах нерозривно пов'язана з гнучкістю макромолекул. Чим вище гнучкість макромолекули, тим багатше набір її конформаций і тим менше розмір сегмента. Чим менше, розмір сегмента, тим більше незалежно рухаються окремі частини макромолекули, тим частіше по сусідству з молекулою дифундують речовини виникають флуктуації щільності і утворюються мікропорожнини і тим швидше пересувається дифундує речовина в полімері. У еластомерів величина сегмента становить кілька ланок. У склоподібних полім...
