ФИЗИЧКО ПРИДРЖАВАЊЕ: ШТА ЈЕ ТО И ПРИМЕРИ - ФИЗИЧКИ - 2025

Физички адхезија је везивање између две или више површина истог материјала или различитог материјала у контакту. Производи се Ван привлачалском силом привлачења и електростатичким интеракцијама које постоје између молекула и атома материјала.

Силе Ван дер Ваалса присутне су у свим материјалима, атрактивне су и потичу од атомске и молекуларне интеракције. Силе Ван дер Ваалса настају због индукованих или сталних дипола који у молекулама стварају електрична поља суседних молекула; или тренутним диполом електрона око атомског језгра.

Три М&М су залепљене

Електростатичке интеракције заснивају се на стварању електричног двоструког слоја када два материјала дођу у контакт. Ова интеракција производи електростатичку привлачну силу између два материјала, разменом електрона, која се назива Куломова сила.

Физичко пријањање доводи до тога да се течност придржава површине на којој почива. На пример, када се вода стави на стакло, на површини се формира танак, уједначен филм због сила адхезије између воде и стакла. Ове силе делују између молекула стакла и молекула воде, задржавајући воду на површини чаше.

Шта је физичко придржавање?

Физичко пријањање је површинска особина материјала која им омогућава да остану заједно када су у контакту. Директно је повезана са површинском енергијом (ΔЕ) за случај пријањања чврсто-течно.

У случају адхезије течност-течност или течни гас, површинска енергија слободна назива се међуфазна или површинска напетост.

Површинска енергија је енергија потребна за стварање јединице површине материјала. Из површинске енергије два материјала може се израчунати рад лепљења (пријањања).

Адхезијски рад је дефинисан као количина енергије која се испоручује систему да би се разбио интерфејс и створиле две нове површине.

Што је већи рад лепљења, то је већа отпорност на одвајање двеју површина. Адхезијски рад мери снагу привлачења између два различита материјала када је у контакту.

Једначине

Слободна енергија раздвајања два материјала, 1 и 2, једнака је разлици између слободне енергије након одвајања ( _{коначни} γ ) и слободне енергије пре одвајања ( _{почетна} γ ).

ΔЕ = В ₁₂ = _{коначни} γ - _{почетни} γ = γ ₁ + γ ₂ - γ ₁₂

γ ₁ = површинска енергија материјала 1

γ ₂ = површинска енергија материјала 2

Количина В ₁₂ је рад адхезије који мери чврстоћу лепљења материјала.

γ ₁₂ = слободна интерфацијална енергија

Када је пријањање између чврстог и течног материјала, рад адхезије је:

В _СЛ = γ _С + γ _ЛВ - γ _СЛ

γ _С = површинска енергија чврстог материјала у равнотежи са сопственом паром

γ _ЛВ = површинска енергија течности која је у равнотежи са паром

В _СЛ = рад адхезије између чврстог материјала и течности

γ ₁₂ = слободна интерфацијална енергија

_{Једнаџба} је написана као функција равнотежног тлака (π _екуил ) који мјери силу по јединици дужине молекула адсорбираних на интерфејсу.

π _екуил = γ _С - γ _СВ

γ _СВ = површинска енергија чврсте супстанце која је у равнотежи са паром

В _СЛ = π _једнак + γ _СВ + γ _ЛВ - γ _СЛ

Супституција γ _СВ - γ _СЛ = γ _ЛВ цос θ _Ц у једначини коју добијемо

В _СЛ = π _екуил + γ _СЛ (1 + цос θ _Ц )

θ _Ц је равнотежни угао контакта између чврсте површине, капљице течности и паре.

Трофазни контактни угао, чврста течна и гасовита.

Једнаџба мјери рад адхезије између чврсте површине и течне површине због силе адхезије између молекула обе површине.

Примери

Грип гума

Физичко приањање је важна карактеристика за процену ефикасности и сигурности гума. Без доброг приањања, гуме не могу убрзати, кочити возило нити се управљати са једног места на друго, а сигурност возача може бити угрожена.

Лепљење гуме је последица силе трења између површине гуме и коловозне површине. Висока сигурност и ефикасност овисит ће о приањању на различите површине, и грубе и склизаве, иу различитим атмосферским условима.

Из тог разлога, аутомобилски инжењеринг свакодневно напредује у прибављању одговарајућих дизајна гума који омогућавају добро пријањање чак и на влажним површинама.

Лепљење полираних стаклених плоча

Када две полиране и навлажене стаклене плоче дођу у контакт, они осећају физичко пријањање које се примећује при напору који се мора уложити за превазилажење отпора плоче на раздвајање.

Молекули воде се везују за молекуле горње плоче и на исти начин се придржавају доње плоче спречавајући одвајање обе плоче.

Молекули воде имају јаку кохезију једни са другима, али такође показују јаку адхезију са молекулима стакла захваљујући интермолекуларним силама.

Лепљење две плоче са течношћу

Зубно пријањање

Пример физичког спајања је зубни плак налепљен на зуб који се обично ставља у ресторативне зубне третмане. Лепљење се манифестује на граници између лепљивог материјала и структуре зуба.

Ефикасност у постављању емајла и дентина у зубна ткива и уградњи вештачких структура попут керамике и полимера који замењују зубну структуру зависиће од степена пријањања коришћених материјала.

Лепљење цемента на конструкције

Добро физичко пријањање цемента на опеке, зидане, камене или челичне конструкције очитује се у великом капацитету да апсорбује енергију која долази од нормалних и тангенцијалних напрезања на површину која спаја цемент са структурама, тј. У велики капацитет за подношење терета.

Да би се постигло добро пријањање, када цемент испуњава структуру, потребно је да површина на коју се цемент ставља довољно апсорбује и да површина буде довољно храпава. Недостатак лепљења претвара се у пукотине и одвајање лепљеног материјала.

Референце

1. Лее, Л Х. Основе адхезије. Нев Иорк: Плениум Пресс, 1991, стр. 1-150.
2. Поциус, А. В. Лепила, глава27. ЈЕ Марк. Приручник о физичким својствима полимера. Нев Иорк: Спрингер, 2007, стр. 479-486.
3. Исраелацхвили, Ј. Н. Међубомолекуларне и површинске силе. Сан Дијего, Калифорнија: Ацадемиц Пресс, 1992.
4. Однос сила адхезије и трења. Исраелацхвили, ЈН, Цхен, Иоу-Лунг и Иосхизава, Х. 11, 1994, часопис за адхезијску науку и технологију, вол. 8, стр. 1231-1249.
5. Принципи колоидне и површинске хемије. Хиеменз, ПЦ и Рајагопалан, Р. Нев Иорк: Марцел Деккер, Инц., 1997.