Адгезия

Адгезия (прилипание) — весьма распространенное явление. Адгезия возникает в результате взаимодействия между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. Адгезия влияет на производительность технического оборудования и определяет качество лакокрасочных покрытий. Значительной адгезией обладают: жидкие, сыпучие, но особенно высокой — упруговязкопластичные массы, к которым относятся тесто, битумы, асфальтная масса и др.

Адгезия — это самопроизвольное поверхностное явление, которое приводит к снижению поверхностной энергии. Адгезия и смачивание жидкости относятся к одному из видов адгезионного взаимодействия. Его особенности определяются как свойствами твердой поверхности, так и свойствами жидкости и могут быть количественно описаны при помощи практически легко измеряемых величин.

3.1. Виды адгезии

Адгезией (сцеплением, притяжением или прилипанием) называют связь между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. К конденсированным телам относятся жидкие и твердые тела. При адгезии сохраняется граница раздела фаз, образованная двумя твердыми телами, твердым телом и жидкостью, т.е. граница раздела Т—Т и Ж—Т. Возможна адгезия двух разнородных жидкостей на границе раздела Ж—Ж.

То тело, которое прилипает, обычно называют адгезивом, а к которому осуществляется адгезия — субстратом. В зависимости от свойств прилипшего тела (адгезива) различают адгезию жидкости, упруговязкопластичных масс, частиц и пленок. Особенности их адгезии представлены в табл.3.1. В промышленности большое значение имеет адгезия пленок лакокрасочных, полимерных и других материалов. Адгезия жидкости происходит на границе раздела жидкости с твердым телом. Положение и форма поверхности жидкости в значительной степени определяются твердым телом, с которым она контактирует.

Дисперсные системы могут быть структурированными и обладать прочностью; они сочетают свойства упругих, пластических и вязких тел. Эти свойства влияют на формирование площади контакта, адгезию и на усилие, которое необходимо для преодоления адгезионного взаимодействия.

Адгезия сыпучих материалов (порошков) возникает при контакте частиц с поверхностью твердого тела. Сыпучие материалы способны противодействовать внешнему давлению и обладают текучестью. Текучесть этих материалов существенно отличается от текучести сплошных тел, к которым относятся жидкости и упруговязкопластичные тела. Частицы, составляющие сыпучие материалы, перемещаются друг относительно друга.

Т а б л и ц а 3.1

Особенности адгезии

Адгезив	Граница раздела адгезив/субстрат	Отдельные представители
Жидкость	Ж—Т	Полиграфические краски, лаки и краски после нанесения на поверхность, при контакте жидкости (воды, бензина, ацетона и др.) с твердой поверхностью
Упруговязко-пластические массы	Т—Т	Расплавы металлов, битум, тесто, кремы, пасты, в том числе и зубная, различные сорта клея, увлажненный грунт, особенно глиняный.
Частицы, в том числе образующие сыпучие материалы	Т—Т	Атмосферная пыль, многочисленные порошки, цемент, бетон, мука, крупа, комбикорма, неувлажненный грунт
Пленки и покрытия	Т—Т	Лакокрасочные и полимерные, металлические, керамические и любые другие

Адгезии сопутствуют такие явления, как аутогезия и когезия. Аутогезия — связь между однородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. Взаимодействие частиц относится к одному из видов аутогезии. Аутогезию можно рассматривать как частный случай адгезии. При адгезии и ее разновидности — аутогезии — сохраняется граница раздела между телами. Когезия определяет связь между молекулами (атомами, ионами) внутри тела в пределах одной фазы. Когезия характеризует прочность конденсированных тел и их способность противодействовать внешнему усилию.

Адгезия относится к числу важнейших поверхностных свойств дисперсных систем. Часто именно адгезионные свойства материалов определяют технологию их переработки и применение тех или иных конструкционных материалов для оборудования.

Адгезия в промышленном и сельскохозяйственном производствах и в обыденной жизни может выступать в качестве как положительного, так и отрицательного явления. Хорошая адгезия лакокрасочных покрытий определяет эксплуатационные и потребительские качества этих покрытий. Эффективность инсектицидных препаратов, применяемых для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, во многом определяется адгезией капель или частиц этих препаратов к листьям растений.

Адгезия и смачивание различных поверхностей водными растворами многочисленных моющих средств (см. параграф 21.4) влияет на качество стирки и полноту удаления различных загрязнений. В то же время адгезия грунта к лемеху плуга при вспашке требует дополнительных тяговых усилий, а следовательно и дополнительных затрат.

Адгезия и аутогезия сыпучих масс (муки, цемента, бетона и др.) в различных емкостях может привести к сводообразованию, ухудшению процесса истечения и порче продукта. Наибольшей адгезией обладают упруговязопластичные тела, например тесто. Адгезия теста к ленточным транспортерам и формам приводит к потере ценного пищевого сырья и к необходимости принимать дополнительные меры для борьбы с отрицательными последствиями этого явления.