Виды адгезии и ее применение в промышленности
09.01.201909.01.2019| Нет комментариев
В физических учебниках описывается, что адгезия — это способность молекул одного вещества взаимодействовать с молекулами другого вещества, или просто способность материалов к прилипанию. Однако, следует отметить, что адгезия — это способность к прилипанию верхних слоёв материала, если же затрагиваются внутренние слои, то этот процесс называется когезия.
Во время адгезии смотрят на то какую силу необходимо применить для отрыва материала и измеряются в кг на метр квадратный. Вещество или слой, наносимый, для получения адгезионное соединение, именуют адгезивом. Материал, на который наносится адгезив, называют субстратом. Прилипание адгезива к субстрату происходит за счет проникновения в верхние поры вещества, а также за счет шероховатости поверхности, после чего происходит твердение или уплотнение адгезива. Степень проникания адгезива в субстрат зависит от силы нанесения, а также от вида и свойств самого адгезива.
Адгезия важна в следующих отраслях:
- Строительство. Здесь адгезия решает чуть ли неглавный эталон качества и надежности, почти во всех работах нужна качественная адгезия материалов. Например:
- Лакокрасочные материалы. Качество прилипания и дальнейшее удержание.
- Гипсовые и цементно песчаные смеси. От надежности прилипания этих смесей зависит эстетическое состояние помещений и иногда даже безопасность людей.
- Металлургическое производство. Важна адгезия специальных антикоррозионных смесей и красок, к тому же нужна плохая адгезия с водой.
- Механика. Тут важна адгезия масла с элементами механизмов.
- Медицина. К примеру, в стоматологии важна адгезия пломбы и зуба для качественной защиты и герметизации.
Есть факторы, ухудшающие и улучшающие адгезию. Для Улучшения адгезии применяют различные грунты, контактные жидкости, обезжириватели.
Есть 3 основных вида адгезии:
- Физическая. Между молекулами поверхностей соприкасаемых материалов образуется электромагнитная связь, порой довольно высокая, понятным примером будет магнит или прилипание статически заряженных материалов.
- Химическая. Опуская всю терминологию, можно сказать, что химическая адгезия связь веществ на атомном уровне. Для образования этой адгезии необходим катализатор, но в отличие от физической адгезии тут возможно примыкание веществ разной плотности. Простым примером будет паяние и сварка.
- Механическая. Самая простая адгезия, которая происходит путем прилипания адгезива к субстрату (происходит проникновение в поры верхнего слоя и сцепление с шероховатой поверхностью). Простым примером будет окрашивание различных поверхностей.
Пример физической адгезии можно посмотреть на этом видео
ru//www.youtube.com/embed/aNBDuwZrBtw?rel=0″>Похожие статьи
- Выбираем грунтовку для наливного пола
Прежде чем приступить к выбору грунтовки сначала разберем, что это такое и для чего она применяется. Смесь для грунтования – это раствор, использующийся… - Угол наклона крыши для профнастила
Почему при разговоре о скатных крышах все время упоминается об угле наклона ее скатов? Вопрос на самом деле один из самых серьезных, потому что именно от… - Дровокол электрический
До конца XIX века людям приходилось самостоятельно колоть дрова, что было тяжело, особенно если речь шла о больших объёмах. Первые модели дровоколов…
Адгезия, грунт, шагрень, типы автомобильных красок и другое – всё, что нужно знать об автомалярных работах.
- Адгезия
- Грунт
- База
- Лак
- Покраска переходом
- Попадание в цвет
- Облив
- Покраска подкапотного пространства
- Сухая и мокрая покраска
- Шагрень
- Виды красок
Наверняка, с вами такое хоть раз, да случалось. Вы приходите куда-нибудь по делу, а сотрудник организации, будто специально, использует слова, значение которых вам неизвестно. Если вам уже приходилось обращаться в автосервис по поводу покраски вашей Субару, то вы понимаете, о чем речь. Неприятное чувство, не так ли?
Поверьте, мастера вовсе не хотят вас обидеть или запутать. Напротив, они хотят вам помочь. Просто, профессиональный лексикон прилип к ним как краска при хорошей адгезии. А еще, используя краткое, но емкое специальное название, они экономят время, которое пускают на реальный ремонт вашей машины, будь то Импреза, или Форестер, или любая другая модель.
Предложенный ниже список основных терминов – вам в помощь. Теперь вам будет проще разговаривать с автомаляром, и вы будете точно понимать, за что платите.
Если обратиться к физике, то это сцепление поверхностей разнородных тел – твёрдых и/или жидких. В отношении лакокрасочных материалов, которые используются при покраске деталей автомобиля, это свойство составов схватываться друг с другом при напылении. Чем выше показатель адгезии, тем лучше. И, наоборот, в случае слабой адгезии ЛКП будет отслаиваться, причем, это может произойти как с отдельным слоем, так и со всем лакокрасочным покрытием автомобиля, вплоть до металла.
Приведем перечень самых распространенных причин:
- Недостаточно хорошо очищена/обезжирена поверхность
- Поверхность плохо зашлифована
- Возникла несовместимость лакокрасочного материала с покрытием авто – старым слоем или металлом
- Использовались неоригинальные дешевые растворители
- Слой краски чрезмерно толстый
- Плохо подготовлена (пересушена) база
- Некачественно зашлифован или плохо просушен грунт
- Не соблюдены рекомендации производителя при приготовлении краски
- Нарушен температурный режим
Зная причины, по которым возникает подобный дефект, вы можете задать корректные вопросы и выбрать сервис, где сумеете качественно покрасить автомобиль.
Грунт – плотный промежуточный слой между кузовом или отдельной деталью и окончательным покрытием (базой и лаком).
База – это сама краска, которая определяет итоговый цвет автомобиля. Наносится она непосредственно на грунт. Количество слоев базы зависит от технологии окрашивания, например, при использовании красителя металлик базу принято наносить в 2 или 3 слоя с обязательной просушкой каждого.
Лак – верхний прозрачный слой ЛКП, от которого в большей степени зависит внешний вид, а значит, оценка автомобилистов. Чем больше слоев лака, тем круче визуальный образ автомобиля. Рекомендованная толщина лакового покрытия серийных автомобилей, обеспечивающая соответствующие декоративные и антикоррозионные свойства, составляет порядка 60 микрон, а у дорогих эксклюзивных авто или концепт-каров для авто-шоу может достигать 300 микрон и более. Помимо эстетической, лак выполняет защитную функцию, именно на этом слое образуются мелкие царапины и сколы. Поэтому незначительные дефекты удаляются в результате полировки кузова.
Покраска переходом означает частичное окрашивание детали или отдельного фрагмента кузова с целью добиться максимально близкого тона соседних участков старого и нового покрытия. Этот прием используется при восстановительном ремонте и позволяет обойтись без дополнительных операций по подготовке и окраске поверхности целиком. Это, в свою очередь, сокращает время и снижает цену покраски капота, крыши, двери автомобиля и других зон. При грамотном подборе и нанесении лакокрасочных материалов цветовая граница практически невидна невооруженным глазом. Различают 2 варианта покраски переходом, отличием которых является способ нанесения лака. 1 вариант – переходом наносится только базовая краска, затем деталь «лачится» полностью и по лаку рисуется переход. 2 вариант — переходом наносится как база, так и лак, но такой подход используется при мелких повреждениях по краю детали.
Попадание в цвет – результат подбора краски и лака при частичном окрашивании или покраске авто переходом. Стопроцентного попадания в цвет, когда без специальных средств невозможно отличить окрашенную деталь от оригинальной, гарантировать невозможно, о чем официально информируют заказчиков многие автосервисы. Поэтому под «не попасть в цвет» обычно имеют в виду очевидное отличие цвета, которое бросается в глаза при внимательном осмотре сопряженных кузовных деталей. Опытный колорист способен добиться максимального попадания в цвет. Прежде всего, краска подбирается по заводскому коду, указанному на кузове автомобиля. Но так как под воздействием времени и внешних факторов оригинальный оттенок изменяется, то даже подобранная в точном соответствии с рекомендациями производителя краска будет выглядеть иначе. Поэтому важно делать тестовые выкраски, для чего демонтируется и окрашивается деталь автомобиля, например, лючок бензобака, и производят сравнение. Если обнаруживается разнотон, настройка состава продолжается. Для получения наилучшего результата по цветности и адгезии рекомендуется использование материалов одного производителя.
Облив – наиболее бюджетный вариант покраски. Цена снижается из-за упрощённого техпроцесса: полный разбор кузова не производится, снимается только элементы, которые можно демонтировать с минимальными усилиями. Очевидными недостатками облива кузова являются заметные переходы между новой и старой краской особенно в местах прилегания несъемных деталей, в подкапотном пространстве и т. д.. Таким образом, результат выглядит не достаточно аккуратно, каким бы опытным ни был мастер.
Покраска подкапотного пространства – комплексный процесс, включающий не только малярные, но и слесарно-арматурные работы. Поверхность под капотом подвергается коррозии и естественному износу, наряду с другими деталями авто. Чтобы увеличить ресурс, необходимо обновлять ЛКП моторного отсека автомобиля. Этот процесс не имеет принципиальных отличий от классической наружной покраски, но особенность заключается в том, что для получения качественного результата придется демонтировать двигатель, шланги, фильтры, провода и т.д.
Если предполагается частичная окраска, или двигатель по каким-то причинам невозможно снять, все элементы нужно тщательно упаковать. Все это увеличивает общую стоимость работ.
Методы нанесения красок (сухой и мокрый) – это техника, которая определяется поставленной задачей. В зависимости выбранного метода, хлопья металликов распределяются на разной глубине базы и под разным углом (ребром или плоскостью), влияя на финальный результат. При использовании мокрого способа осуществляется интенсивное напыление базы под большим напором, а при сухом – более деликатное. Возможен также промежуточный вариант. Подбор оптимального метода производит специалист по колористике, а маляр отвечает непосредственно за нанесение состава, поэтому слаженная работа специалистов очень важна.
Шагрень – это структурные неровности внутри лакового слоя в виде микробугорков или легкой волнистости, образующихся вследствие плохого слияния капель краски на поверхности. Шагрень может возникнуть в результате нарушения технологии, причем, как у новичков, так и у профессиональных автомаляров. С чьей-то легкой руки этот эффект окрестили апельсиновой корочкой или автомобильным целлюлитом. Хотя, шагрень и не снижает прочности и покрывающей способности материала, но сильно выраженная зернистость портит внешний вид. Простые шероховатости устраняются шлифовкой с использованием абразивных материалов с разной твердостью и размером шлифовального зерна с последующей полировкой. Если избавиться от шагрени автомобиля не удалось даже после механической обработки, придется все начать с начала – удалить дефектный участок покрытия и покрасить нужные детали заново.
Металлик – многокомпонентная краска, одним из элементов которой является алюминиевая пудра, смешанная с базой. В отличие от обычных красок, в металликах присутствуют специальные светопроницаемые цветные пигменты, позволяющие световым лучам проникать в толщу базы и отражаться от металлических частиц, создавая особый мерцающий эффект.
Ксералик (или Ксираллик) – краска с мельчайшими перламутровыми вкраплениями, обеспечивающая поверхности авто гладкость, шелковистость и ярко выраженную переливчатость. В отличие от металлика, который переливается только в одной плоскости, перламутр обеспечивает сияние со всех сторон, придавав поверхности благородный блеск даже в тени.
Перламутр – лакокрасочное покрытие с микропластинками слюды (минерала мусковит), покрытых оксидами металлов. Проникая сквозь оксиды, свет преломляется многими гранями и начинает переливаться радужным светом.
Хамелеон – сложный краситель, в состав которого входит пигмент, способный отражать и рассеивать свет под разными углами, за счет чего на поверхности автомобиля появляются одновременно несколько оттенков. В зависимости от освещения и ракурса, а также от толщины покрытия, цвета меняются в широком диапазоне – от зелёного к синему, от красного к фиолетовому и т.д.
В рамках этой статьи мы осветили наиболее часто употребляемые термины. Надеемся, эта информация будет полезна вам, и когда придет время красить ваш автомобиль, вы будете легко ориентироваться в области малярных работ и разговаривать с мастерами на одном языке.
Если у вас остались вопросы, обращайтесь к нашим мастерам по телефону +7 (925) 041-97-17 или электронной почте [email protected].
Адгезия: определение, теория и виды
Содержание
Адгезия является одним из важных свойств материала, которое необходимо учитывать для понимания влияния взаимодействия между различными материалами в природе. Эти знания также применяются в случае искусственных материалов различного назначения. Адгезионное соединение — еще одна важная область исследований в области материаловедения, направленная на создание новых материалов или композитов.
Рис-1 Схематическое изображение адгезии клея на поверхности [1]
Адгезия — это не что иное, как притяжение между двумя разнородными фазами материалов. Существуют различные теории, объясняющие адгезию, и также считается, что адгезия возникает из-за различных факторов, таких как механическая блокировка, физическая связь, химическая связь и т. д. Существуют различные силы, ответственные за межмолекулярные взаимодействия, такие как слабые силы Ван-дер-Ваальса, ковалентные связи, так и за счет диполь-дипольных взаимодействий и др. [2].
Различные факторы, влияющие на адгезию [3]:
- Чистота поверхности: Чистые поверхности имеют тенденцию к большей адгезии, поскольку в случае нечистых поверхностей присутствие поверхностных оксидов и абсорбированных газов может не способствовать надлежащей адгезии .
Следовательно, поверхность идеально очищается, чтобы потерять вещество.
- Физические факторы: Различные физические факторы, такие как время режима приемки, температура и давление, также играют жизненно важную роль в определении адгезии на поверхности, поэтому скорость адгезии зависит от этих факторов.
- Контактный угол: Контактный угол является мерой смачиваемости поверхности, поэтому поверхность лучше смачивается при более низких контактных углах. Это способствует лучшему сцеплению с поверхностью.
1. Механическая адгезия : Этот тип адгезии возникает из-за механического сцепления между двумя разнородными фазами, которые прикрепляются друг к другу только механическими силами. Обычно его можно найти в полимерах, когда прилипший полимер затекает в пустоты подложки, вызывая взаимное зацепление, как кусочки головоломки, затвердевание жидкости вызывает прочную механическую связь. Механическая адгезия показана на рис. 2.
Рис-2 Представление механической адгезии [4]
2. Электростатическая адгезия : Этот тип возникает из-за электростатически заряженной двойной связи, образующейся на границе склеивания из-за взаимодействия клея и адгезива, что в значительной степени способствует прочности связи. Это создает притягивающую электростатическую или кулоновскую силу между двумя материалами, как две пластины конденсатора. Электростатическая адгезия показана на рис. 3.
Рис-3 Представление электростатической адгезии [4]
3. Химическая адгезия: Это тип адсорбции в материалах с более сильными химическими связями (ионными, ковалентными металлическими) на поверхности соединения. . Химическая адгезия является подвидом специфической адгезии. Атомы/молекулы двух сцепляющихся материалов образуют химические связи, которые могут иметь ионный или ковалентный характер. Обычно это самая сильная форма адгезии. Химическая адгезия показана на рис. 4.
Рис-4 Представление химической адгезии [4]
4. Дисперсионная адгезия: Это тип адгезии, при котором силы притяжения между двумя материалами объясняются межмолекулярными взаимодействиями между молекулами каждого материала. Механизм дисперсионной адгезии широко рассматривается как наиболее важный из пяти механизмов адгезии из-за его присутствия во всех типах адгезивных систем и его относительной прочности. Дисперсионная адгезия показана на рис. 5.
Рис-5 Представление дисперсионной адгезии [4]
5. Диффузионная адгезия : Слияние материалов посредством диффузии – когда молекулы обоих материалов подвижны и растворимы друг в друге. Механическая адгезия на молекулярном уровне: когда молекулы с одной поверхности могут проникать на противоположную поверхность, оставаясь при этом связанными с фазой своей поверхности (полимер-полимер). Диффузионная адгезия показана на рис. 6.
Рис-6 Представление диффузионной адгезии [4]
Дальнейшее чтение:
Адгезивный износ
[1] https://www.buehnen.de/en/service-en/glossary/adhesion
[2] Packham, DE, 2011. Теории фундаментальной адгезии. Справочник по технологии склеивания , стр.9-38.
[3] https://roymech.org/Useful_Tables/Adhesives/Adhesive_Bond.html
[4] Ebnesajjad, CF (nd). Обработка поверхности материалов для склеивания при содействии Copyright © 2006 by William Andrew, Inc.
Манодж Раджанкунте Махадешвара
В настоящее время я работаю аспирантом в Университете Лидса. Ранее я закончила магистратуру по престижной совместной магистерской программе Erasmus Mundus (магистр трибологии). Я также получил степень бакалавра в области машиностроения в ВТУ, Белгаум, Индия.
Я работаю менеджером по социальным сетям в Tribnet, а также у меня есть свой канал на YouTube Tribo Geek.
Основы адгезии | Группа ThreeBond
№1
- Типы клеев
- Теория клея
- Как выбрать клей
- Резюме
Типы клеев
Существуют различные типы клея.
Слово «клей» может относиться к довольно широкому кругу предметов.
В зависимости от производственного процесса и области применения, для которой заказчику требуется клей, используются различные клеи.
Существует множество способов классификации клеев.
Классификация по основным компонентам
Классификация по форме
Классификация по методу отверждения
Тип летучих растворителей
Этот тип отверждается по мере улетучивания органического растворителя.
(Примеры) Резиновый клей, клей для пластиковых моделей- Поливинилацетат
- На основе нитрильного каучука
Тип отверждения влагой
Этот тип реагирует с влагой в воздухе и затвердевает.
(Примеры) Моментальный клей, жидкие прокладки на силиконовой основе- На основе цианакрилата
- На основе силиконового каучука
Термоотверждаемый
Отвердитель в смоле активируется и затвердевает под воздействием тепла.
(Пример) Однокомпонентные эпоксидные смолы- На основе эпоксидной смолы
- На основе акриловой смолы
Смешанный тип
Отверждение происходит при смешивании базового агента с отвердителем.
(Пример) Двухкомпонентные эпоксидные смолы- На основе эпоксидной смолы
- На основе силиконового каучука
- На основе акриловой смолы
Анаэробный тип отверждения
Этот тип затвердевает, когда блокируется воздух и когда клей контактирует с металлом.
Используется для болтов, соединений, труб и т.д.- На основе акриловой смолы
Тип УФ-отверждения
Этот тип излечивается за короткое время путем облучения ультрафиолетовыми лучами.
Используется для склеивания/герметизации стекла и прозрачного пластика.- На основе акриловой смолы
- На основе эпоксидной смолы
Плавильный тип
Этот тип наносится в расплавленном состоянии, а при остывании затвердевает и прилипает.
Используется для упаковки и переплета книг.- На основе стирол-бутадиенового каучука
Чувствительный к давлению тип
Адгезия осуществляется путем приложения давления при комнатной температуре.
Этот тип используется для клейких лент и пломб.- На основе акриловой смолы
Двукратное увлажнение
Этот тип представляет собой клей, который можно приклеивать после восстановления клейкости путем смачивания сухой клейкой поверхности, такой как смачивание штампов, водой.
- На основе хлоропренового каучука
- Крахмал типа
Теория клея
Так что же такое клей?
Ниже приводится краткое объяснение концепции адгезии.
Сначала рассмотрим факторы, определяющие прочность сцепления.
Адгезионная прочность будет важным фактором в ваших требованиях к конструкции.
Факторы, определяющие прочность сцепления
Смачивание и контактный угол
В идеале клей должен полностью впитаться в основание.
Адгезионная прочность варьируется в зависимости от влажности, которую можно измерить по контактному углу.
Как работает связь
Существуют различные теории о механизме связи. Прочность сцепления варьируется в зависимости от каждого процесса склеивания.
Следующие теории объясняют механизм образования связи.
Теория химической связи
Клей вызывает химическую реакцию между подложкой и клеем. Молекулы связаны друг с другом этой химической реакцией, поэтому сцепление сильное.
Теория адсорбции
Между клеем и адгезивом образуется водородная связь, создающая силу, притягивающую их друг к другу.
Энергия связи водородных связей слабее, чем у химических связей.
Теория эффекта якоря
Клей склеивается, проникая в зазоры на поверхности подложки. Адгезионная прочность изменяется в зависимости от величины эффекта анкеровки.
Электростатическая теория
Это сила сцепления, создаваемая эффектом так называемого статического электричества. Его адгезионная прочность слабее, чем у водородных связей.
Теория взаимной диффузии
Клей расплавляет подложку, в результате чего два объекта плавятся и соединяются вместе. Поскольку два объекта сплавляются вместе, прочность сцепления выше, чем у химических связей.
Как адгезив воспринимает усилие отслаивания
Существуют различные способы приложения силы к адгезиву, что приводит к отслаиванию.
Выбор клея и метод нанесения основаны на рассмотрении следующих способов приложения силы.
Как выбрать клей
При выборе клея необходимо учитывать следующее.

С точки зрения величины внешней силы и нагрузки, приложенной к суставу
- Требуемая сила адгезии
- Наличие или отсутствие химических веществ
- Конструктивное проектирование соединений
- Долговечность
- Температура и влажность во время производства
С точки зрения материала и состояния поверхности подложки
- Загрязнение маслом или грязью
- Материал, трудно склеиваемый/окисное покрытие
- Шероховатость и гладкость поверхности
С точки зрения удобства работы и автоматизации
- Допустимое время отверждения и время старения
- Простота обращения
- Простота применения
- Простота хранения
С точки зрения здоровья и безопасности
- Воздействие на внешнюю среду
- Законы и нормативные акты (Закон о противопожарной службе, Закон о промышленной безопасности и охране здоровья и т. д.)
- Меры по охране труда и технике безопасности и первая помощь рабочим
Резюме
Важно выбрать клей, всесторонне приняв во внимание вышеперечисленные факторы, а затем приняв решение о требованиях к конструкции.