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
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.
