3.1.3.3 Адгезия и аутогезия

Эти характеристики количественно оценивают связь между разнородными конденсированными телами при их контакте. Более точно речь идет о взаимодействии между поверхностными слоями объектов. Частный случай адгезии– аутогезия, проявляющаяся при соприкосновении однородных тел. При адгезии и аутогезии сохраняется граница раздела фаз между телами, в отличие от когезии, определяющей связь внутри тела в пределах одной фазы. Наибольшее значение имеет адгезия к твердой поверхности (субстрату). В зависимости от свойств адгезива (прилипшего тела) различают адгезию жидкости и твердых тел (частиц, пленок и структурированных упруговязкопластичных масс, например расплавов, битумов). Аутогезия характерна для твердых пленок в многослойных покрытиях и частиц, определяет прочность дисперсных систем и композиционных материалов (порошков, грунта, бетона и др.). Адгезия зависит от природы контактирующих тел, свойств их поверхностей и площади контакта. Она определяется силами межмолекулярного притяжения и усиливается, если одно или оба тела электрически заряжены, если при контакте тел образуется донорно-акцепторная связь, а также вследствие капиллярной конденсации паров (например, воды) па поверхностях, в результате возникновения химической связи между адгезивом и субстратом. В процессе диффузии возможны взаимное проникновение молекул контактирующих тел, размывание границы раздела фаз и переход адгезии в когезию. Величина адгезии может измениться при адсорбции полимерных цепей. Между твердыми телами в жидкой среде формируется тонкий слой жидкости и возникает расклинивающее давление, препятствующее адгезии. Следствием адгезии жидкости к поверхности твердого тела является смачивание.

Поскольку ряд нефтепродуктов используется как смазочные материалы, то для этих материалов необходима значительная величина сил ММВ на границе с твердыми трущимися поверхностями. Резкое понижение коэффициента трения и износа наблюдается уже при образовании мономолекулярного адсорбционного слоя поверхностно-активных веществ, что связано с ориентацией полярных молекул этих веществ: их полярные концы прочно удерживаются на твердой поверхности, а углеводородные цепи торчат наружу почти перпендикулярно поверхности, образуя своеобразный молекулярный ворс. Этот достаточно прочный и гибкий ворс воспринимает на себя нагрузку и скольжение трущихся поверхностей осуществляется по слою адсорбированных молекул.

Высокая адгезия – прилипание к поверхности различных минеральных и органическиx материалов требуется от битумов. Для определения адгезии существует много методов и приборов. Одним из них является визуальный метод, по которому степень прилипания битумов к поверхности минеральных материалов оценивают по пятибалльной шкале. Отличное прилипание битума 5 баллов в том случае, когда пленка битума на поверхности гравия или щебня полностью сохранилась после кипячения в дистиллированной воде. Очень плохое прилипание, оцениваемое в один балл, когда пленка битума после кипячения полностью смещается с минеральных зерен и всплывает на поверхность воды.