Ragasztás és nedvesítés - stadopedia
A tapadás (tapadás, tapadás, tapadás) egy felületi jelenség, amely a két kondenzált fázis felületi rétegének részecskéinek kölcsönhatásából áll.
Három tapadás lehetséges: két folyadék (x-x), egy folyadék és egy szilárd anyag között (m-x), szilárd anyagok között (m-t).
Tapadással találkozunk mindenhol: amikor különböző felületeket bevonunk lakkokkal és festékkel, ragasztóanyagokkal stb.
A tapadás pozitív (hasznos) és negatív.
A festékek és lakk bevonatok jó tapadása meghatározza ezeknek a bevonatoknak az üzemeltetési és fogyasztási tulajdonságait. A kártevők elleni védekezésre használt inszekticidek hatékonyságát nagymértékben a cseppek vagy ezeknek a készítményeknek a növényi levelekhez való tapadása határozza meg. Itt az adhézió pozitív szerepet játszik.
Az élelmiszeriparban a negatív tapadás az élelmiszer-masszák (tészta, sűrített tej, tejföl stb.) Tapadásához kapcsolódik a berendezés falához, ami termelési veszteségeket okoz.
A tapadás egy másik negatív megnyilvánulása az autohesion (clumping). Például a tejpor, a kávé részecskéinek autohéziója.
Mennyiségi szempontból az adhéziót az Aagg, azaz E. az egyik fázis molekuláinak egy másik fázis molekuláiból történő leválasztására fordított munka.
Aljzat (hordozó) 2 - a felület, amelyen az anyagot felhordják, a lerakódott anyag - ragasztó 3.
Az aljzat és a ragasztó az 1 levegőben van (5. ábra).
Legyen az s21 és az s31 a szubsztrát és a ragasztóanyag felületi feszültsége a határon a levegővel.
ahol S a felszíni terület.
Vegye figyelembe az aljzat és a ragasztó felületének felületét. Aztán a rendszer teljes felszíni energiáját a kezdeti állapotban
Az aljzat és a ragasztó kompatibilis felülete (a 3. fázis a 2. fázisra vonatkozik) (6. ábra). A teljes felszíni energia ebben az esetben egyenlővé válik
ahol s23 a felületi feszültség a szubsztrátum és a ragasztó közötti felületen.
A felszíni energia változása
A termodinamika szempontjából egy egyensúlyi reverzibilis folyamat
Ezt az egyenletet először Dupree következtette. A DuPre egyenletből következik, hogy az adhéziós munka nagyobb, annál nagyobb az aljzat felületi feszültsége és a ragasztó, és annál kisebb a véges határfelületi feszültség.
A nedvesedés különleges tapadási esete - egy folyadék szilárd vagy sűrűbb folyadékfázisú kölcsönhatása három egymással nem elegyedő fázis egyidejű érintkezésének jelenlétében, amelyek közül az egyik gáz (levegő).
Vegyük szemügyre a nedvesedés jelenségét a szilárd anyag felületére alkalmazott csepp folyadék példáján. A következő esetek lehetségesek.
Teljes nedvesítés. Egy csepp folyadék spontán terjed a felületen, amíg az a teljes felületet le nem fedezi, vagy amíg a folyadékréteg monomolekulárisvá nem válik. Példa: egy csepp víz alacsony zsírtartalmú üvegre.
Teljes nedvesítés nélkül. Egy csepp folyadék egy szilárd felületen spontán módon szinte gömb alakú. Példa: egy csepp higany nem fémes felületen.
Ezen extrém esetek között különböző közbenső esetek figyelhetők meg, amikor a felületet részben nedvesíti a folyadék.
A nedvesítés mennyiségi mérőszáma a nedvesítés Q érintkezési szöge, a szilárd felület és a csepp felületének a három fázis érintkezési pontján húzódó érintő szöge. A folyadékfázis oldaláról mérjük (7.
Ha Q <90° – жидкость смачивает поверхность, Q> 90 ° - a felület nedves vagy gyengén nedves.
A három interfész metszésvonalát nevezik a nedvesítő sornak. A zárt nedvesítő vonal nedvesítő kerületet képez.
A nedvesítési szög függ a fázisok felületi feszültségétől.
A nedvesedés kerete három fázis - levegő 1. szilárd állapot 2 és folyadék 3. kölcsönhatásának határa. Ezek a fázisok a felületeket határolják: folyékony gáz felület felületi feszültség szh-g. felületi szilárd test -
egy felületi feszültségű s-r gáz és egy szilárd folyadék felülete felületi feszültségű s-s-vel (8.
A csepp egyensúlyát a három felületi feszültség egyidejű hatása határozza meg, amelyet az ábrán vektorokként mutatunk be (a megfelelő felület érintője mentén). Ezek közül kettő (sm-r és sm-g) egy ellenkező irányú szilárd felületen hat. A sz-r erő a Q-szögben a felületre irányul.
Az egyensúly, a kapcsolat
A Young-egyenletből következik, hogy a nedvesedés a kontaktusfázisok felületi feszültségétől függ:
1) st-r> s-th. cos Q> 0, Q <90° – если поверхностная энергия фазы, на которую наносится жидкость больше поверхностной энергии на границе раздела твердое тело – жидкость, поверхность смачивается жидкостью, т.е. высокоэнергетические поверхности лучше смачиваются жидкостью;
2) s-g
3) minél kisebb a folyadék felületi feszültsége a levegő sz-r határán. a folyadék jobban nedvesíti a felületet.
Minden olyan folyadék, amely képes nedvesíteni a felületet, három csoportra osztható:
1) Víz - poláris folyadékban, t = 20 ° C-s = 7,2 × 10 -2 J / m 2 - nagy energiájú felületi (high-sy g) vízben jól nedvesít, alacsony energiájú - szegény;
2) szerves oldószerek, s = (1,8-3,0) × 10-2 J / m 2 - jó nedvesítő képességgel rendelkeznek;
3) higany Hg, s = 46 × 10 -2 J / m 2 - a felületet nem nedvesíti, ha kémiai kölcsönhatás van.
A folyékony tapadás és nedvesítés megváltoztatható a kemény felületek tulajdonságainak módosításával hidrofóbizálással vagy hidrofilizálással és a folyadék felületi feszültségének szabályozásával.
A kérdés. Hogyan növelhető és csökkenthető a felület nedvesítése?