Изучаем адгезионные свойства материалов: адгезия

Состав и технические характеристики

Адгезионная грунтовка состоит из следующих компонентов:

1. кварцевый песок (фракция песка влияет на толщину нанесенного слоя);
2. полимерная основа (ПВХ, силиконы и другие вещества);
3. пленкообразующие вещества (клей, смола, масла, битумы);
4. укоритель высыхания;
5. дополнительные компоненты, в зависимости от того, какой тип отделки будет применяться в дальнейшем (придают водоотталкивающие, антибактериальные, антикоррозийные качества).

Благодаря адгезии отделочные материалы хорошо сцепляются между собой и в дальнейшем не отслаиваются, долго держатся. Однако у некоторых материалов низкая степень адгезии, поэтому не обойтись без грунтовки. Она продается в любом строительном магазине. При покупке стоит учесть, на какую поверхность в дальнейшем будет наноситься адгезионная смесь, — шершавую или гладкую. Отталкиваясь от этих характеристик, производители разработали ряд химических эффектов.

Например, раствор на гладкие поверхности, должен содержать большое количество клеящихся компонентов. Большей шершавости можно добиться путем добавления в раствор песка крупной фракции.

Расход на 1 м2

Адгезионная смесь быстро расходуется, если накладывать ее на пористую поверхность. Однако если отделочный материал стоит дорого, лучше нанести больший слой адгезионной грунтовки и в дальнейшем сэкономить средства. Фракция песка в основе также влияет на расход. Чем больше фракция, тем больший слой наноситься в конечном итоге. Это не совсем экономно, поэтому многие используют мелкую фракцию.

Чтобы правильно рассчитать, какие пропорции вещества вам необходимы, нужно ознакомиться с инструкциями производителей. Грунтовки, которые наносятся тонким слоем, расходуются приблизительно в количестве 20 г/м2, это минимальное значение. Средние показатели варьируются от 150 до 250 г/м2. Если состав наноситься повторно вторым слоем, его расход может увеличиться до 525 г/м2.

Особенности

Грунтовка является связующим звеном между поверхностью и конечной отделкой. Для того чтобы эта отделка крепко держалась на любой поверхности (гладкой, шершавой), необходимо обязательно наносить слой густого раствора.

Чтобы легко нанести шпаклевку, равномерно распределить краску, предотвратить влагопроницаемость изнутри, никак не обойтись без адгезионного средства.

Сегодня пользуется популярностью акриловый грунт, из-за того, что его можно просто разбавить водой.

Минеральный грунт позволяет нанести слой и уменьшить шероховатость кирпичных, бетонных, пенобетонных сооружений.

Алкидный и глифталевый раствор нужен для обработки деревянных изделий.

Если вы наблюдаете следующую картину: обои отвисли, декоративная штукатурка в пятнах и трещинах, материалы отслоились, — то это значит, что неграмотный ремонт делался вовсе без грунтового основания.

Характеристики

Применение и основные свойства грунт-эмали хв-0278 Температура работ	+5…+30°С
Количество воды на 25 кг. сухой смеси	5,50-5,75 л.
Толщина слоя	3-10 мм
Расход при работе шпателем 6Х6	3,1 кг/м²
Жизнеспособность раствора	180 минут
Время укладки плитки	15 минут
Время корректирования положения плитки	10 минут
Время твердения	24 часа
Прочность сцепления с основанием	15 кг/см²
Удерживаемый вес плитки	100 кг/м²
Морозостойкость	не менее 35 циклов
Температура эксплуатации	от -50 до +70°С
Упаковка	25 кг

КЛЕЙ обладает повышенными прочностными характеристиками, что позволяет его использовать при укладке тяжелых плит и эксплуатировать в жестких условиях. Высокая клеящая способность позволяет вести облицовку методом «сверху — вниз».

КЛЕЙ используется на нагреваемых поверхностях (до +70С), в том числе и в системе «Теплый пол».

Пластичность готового раствора делает клей удобным в работе. После набора прочности клей сохраняет свои свойства при прямом контакте с водой и при воздействии отрицательных температур.

КЛЕЙ является экологически безвредным материалом т.к. не выделяет опасных для здоровья человека и окружающей среды веществ при производстве работ и эксплуатации.

Адгезионные свойства лакокрасочных материалов

Способность ЛКМ к адгезии зависит в первую очередь от того, на какой поверхности они используются.

• Максимальных значений адгезия достигает при обработке шероховатых материалов. Это связано с тем, что у гладкой поверхности площадь соприкосновения с ЛКМ станет намного меньше.
• Еще один фактор – структура обрабатываемого материала. Так, при покрытии пористой поверхности ЛКМ состав проникает внутрь основания. Следовательно, убрать слой краски или лака можно будет только в том случае, если удастся разорвать молекулярные связи покрытия или основания (например, как при шлифовке).

Кроме того, способность к адгезии увеличивают различные модифицирующие добавки, которые применяются при изготовлении лакокрасочных материалов:

• органосиланы, которые предотвращают коррозию и имеют гидрофобизирующее действие;
• металлоорганические вещества, выступающие в роли катализаторов химических процессов;
• сложные полиэфиры;
• различные наполнители и балластные вещества (например, тальк);
• эфиры канифоли и фосфорной кислоты;
• полиамидные смолы;
• полиорганосилоксаны.

поверхностная энергия

Схема различных случаев расщепления, с каждым уникальным видом маркировки. : Γ = (1/2) W ₁₁ B : W ₁₂ = γ ₁ + γ ₂ — γ ₁₂ С : γ ₁₂ = (1/2) W ₁₂₁ = (1/2) Вт ₂₁₂ Д : Ш ₁₂ + W ₃₃ — W ₁₃ — W ₂₃ = W ₁₃₂ .

Поверхностная энергия обычно определяется как работа , которая требуется , чтобы построить площадь определенной поверхности. Другой способ , чтобы просмотреть поверхностную энергию, чтобы связать его с работой , необходимой для расщепления объемного образца, создавая две поверхности. Если новые поверхности идентичны, поверхностная энергия γ каждой поверхности равен половине работы расщепления, W: у = (1/2) W ₁₁ .

Если поверхности не равны, то уравнение Янг-Дюпр применяется: W ₁₂ = y ₁ + γ ₂ — & gamma ; ₁₂ , где γ ₁ и Г ₂ являются поверхностной энергией двух новых поверхностей, а Г ₁₂ является межфазной энергией.

Эта методика может быть также использована для обсуждения расщеплению , что происходит в другой среде: γ ₁₂ = (1/2) W ₁₂₁ = (1/2) W ₂₁₂ . Эти две энергетические величины относятся к энергии, которая необходима для расщепления одного вида на две части , в то время как он содержится в среде других видов. Точно так же для системы трех видов: γ ₁₃ + γ ₂₃ — γ ₁₂ = W ₁₂ + W ₃₃ — W ₁₃ — W ₂₃ = W ₁₃₂ , где W ₁₃₂ энергия расщепления видов 1 из видов 2 в среде видов 3 ,

Основное понимание терминологии энергии расщепления, поверхностной энергии и поверхностного натяжения очень полезно для понимания физического состояния и события , которые происходят на данной поверхности, но , как описано ниже, теория этих переменных также дает некоторые интересные эффекты , что относятся к практичности клеевых поверхностей по отношению к своему окружению.

Физическое описание

Адгезия представляет собой обратимую термодинамическую работу сил, направленных на разделение приведённых в контакт две разнородные (гетерогенные) фазы. Описывается уравнением Дюпре:

W a = σ 13 + σ 23 − σ 12 {\displaystyle {Wa=\sigma _{13}+\sigma _{23}-\sigma _{12}}}

Работа адгезии связана с энергией Гиббса:

W a = − Δ G o {\displaystyle {Wa=-\Delta G^{o}}}

Отрицательное значение ΔG° указывает на снижение работы адгезии в результате образования межфазного натяжения.

Изменения энергии Гиббса системы в процессе адгезии:

Δ G 1 o = σ 13 + σ 23 {\displaystyle {\Delta G_{1}^{o}=\sigma _{13}+\sigma _{23}}}

Δ G 2 o = σ 12 {\displaystyle {\Delta G_{2}^{o}=\sigma _{12}}}

Δ G o = Δ G 2 o − Δ G 1 o {\displaystyle {\Delta G^{o}=\Delta G_{2}^{o}-\Delta G_{1}^{o}}}

σ 12 − σ 13 − σ 23 = Δ G o {\displaystyle {\sigma _{12}-\sigma _{13}-\sigma _{23}=\Delta G^{o}}} .

Адгезия неразрывно связана со многими поверхностными явлениями, такими как смачивание. Если адгезия обуславливает связь между твёрдым телом и контактирующей с ним жидкостью, то смачивание является результатом подобной связи. Уравнение Дюпре—Юнга показывает отношение между адгезией и смачиванием:

W a = σ 12 ( 1 + cos ⁡ θ ) {\displaystyle {Wa=\sigma _{12}(1+\cos \theta )}}

где σ12 — поверхностное натяжение на границе раздела двух фаз (жидкость-газ), cosθ — краевой угол смачивания, Wa — обратимая работа адгезии.

Прочность адгезионных контактов зависит не только от работы отрыва поверхностей, но и от формы контакта. Контакты сложной формы начинают отрываться с краёв, фронт отрыва затем распространяется к центру контакта вплоть до достижения некоторой критической конфигурации, при которой происходит мгновенная потеря контакта. Процесс отрыва для контактов различной формы можно наблюдать в фильме.

> См. также

• Клей
• Адсорбция
• Трение
• Адгезиметр
• Трение на наномасштабном уровне

Виды адгезии

В стоматологии выделяют два вида адгезии:

Механическую – за счет микромеханического сцепления материала с тканями зуба;

Химическую – за счет образования химической связи материала с дентином и эмалью.

Химической адгезией обладают только СИЦ. Все остальные материалы, используемые в стоматологии, обладают механической и микромеханической адгезией.

Механическая адгезия — соединение материалов с твердыми тканями зуба за счет механической ретенции с участием микромеханических пор и шероховатостей на их поверхности.

В 1955 г. Буонкоре обнаружил, что поверхность эмали зуба становится шероховатой после протравливания фосфорной кислотой и при этом усиливается адгезия метакрилового пломбировочного материала к поверхности зуба. Рождённая таким образом 40 лет тому назад техника травления эмали кислотой лежит в основе современных адгезивных методик реставрации зубов.

Невыполнение этого этапа работы приводит к нарушению сцепления композиционного материала с твердыми тканями зуба, что проявляется возникновением краевой щели, микробной инвазией, окрашиванием краев пломбы, пост операционной чувствительностью и др.

Необходимо отметить, что сила адгезии к эмали и дентину существенно отличается. Таким образом, главная проблема обеспечения эффективной адгезии к твердым тканям зуба заключается в различном анатомическом строении эмали и дентина.

Самопротравливающие адгезивные системы

Основным отличием самопротравливающих АС от АС тотального травления является отсутствие этапа травления!!!

Содержат в себе слабокислые праймеры на основе слабых органических кислот.

АС 6 поколения многокомпонентные (содержат праймер в 2-х флаконах, бонд в 3-м)

АС 7 поколения однокомпонентные (содержат праймер и бонд в одном флаконе)

Основным отличием самопротравливающих АС от АС тотального травления является отсутствие этапа травления!!!

Содержат в себе слабокислые праймеры на основе слабых органических кислот.

АС 6 поколения многокомпонентные (содержат праймер в 2-х флаконах, бонд в 3-м)

АС 7 поколения однокомпонентные (содержат праймер и бонд в одном флаконе)

Этапы адгезивной подготовки АС 6 поколения

— внесение праймера А на эмаль и дентин и втирание 15-30 сек, раздувание слабой струёй воздуха

— внесение праймера В на на эмаль и дентин и втирание 15-30 сек, раздувание слабой струёй воздуха

— нанесение бонда на эмаль и дентин, раздувание слабой струёй воздуха, полимеризация 10-20 сек

Возможно смешивание праймеров на палетке перед внесением в полость, а так же предварительное смешивание всех компонентов (напр. Promt-L-Pop)

Этапы адгезивной подготовки АС 7 поколения

— тщательное взбалтывание содержимого бутылочки

— нанесение на дентин и эмаль, втирание в течение 20 сек

— полимеризация 10-30 сек

Самопротравливающие АС

6 поколения:

AdperPrompt L-Pop (ЗМ ESPE), XENO III (Dentsply), Futurabond NR (VOCO), ONE-UP BOND F Plus (Tokuyama).

7 поколения:

iBond (HeraeusKulzer), G-Bond (GC), XENO V (Dentsply), OptiBondAll-In-One (Kerr).

Свойства самопротравливающих АС

Положительные:

-уменьшение количества этапов адгезии (экономия времени, уменьшение ошибок)

-одинаковая глубина деминерализации и проникновения тяжей АС

-нечувствительны к степени влажности дентина

-эффективное снижение гиперчувствительности

Отрицательные:

-более низкая сила адгезии к эмали и склерозированному дентину

-химическая нестабильность адгезивов (короткий срок хранения)

Глубина деминерализации и проникновения адгезива

АС тотального травления

Самопротравливающие АС

Сравнение гиперестезии при использовании АС тотального травления и самопротравливающих

Адгезивные системы 5 поколения

В адгезивных системах 5 поколения удалось устранить проблему смешивания – была реализована концепция “одной бутылочки”, т.е. адгезив и праймер были помещены в одну емкость (стали однокомпонентными).

Применение однокомпонентных систем также предусматривает тотальное травление эмали и дентина. Механизм их соединения аналогичен механизму адгезии систем 4 поколения. Эти материалы имеют хорошие показатели адгезии к эмали, дентину, керамике и металлу (на уровне 20-25 МПа), но самое главное их достоинство – это отсутствие этапа смешивания компонентов, некачественное выполнение которого и приводило к снижению показателей адгезии в системах четвертого поколения.

Адгезивные системы пятого поколения до сих пор являются наиболее популярными, так как они просты в использовании и дают предсказуемый результат. Постоперационная чувствительность при их применении также невысока.Но сила адгезии, как ни крути, хуже, чем у нашего «золотого стандарта» — четвертого поколения.

Принципы работы с адгезивными системами

Каких-либо особенных принципов работы с адгезивными системами не имеется, в отличии от предыдущих, но всё же считаю, что это следует оговорить.

1. Протравливание поверхности эмали в течение 15 секунд при помощи 37% фортофосфорной кислоты, входящей в состав травильных гелей, добавление геля на дентин на 15 секунд;
2. Удаление травильного геля струей проточной воды в течение 30 секунд;
3. Высушивание эмали и дентина (контроль качества протравки — протравленная эмаль имеет матовый оттенок, дентин не должен быть пересушенным – влажным блестящим);
4. Внесение адгезивной системы на эмаль и дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 15 секунд);
5. Распределение адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
6. Фотополимеризация адгезивной системы;
7. Внесение композиционного материала.

Адгезивные системы 6 поколения

Очередной задачей разработчиков при совершенствовании адгезивных систем явилась необходимость удаления из перечня выполняемых процедур этапа протравки. В системах шестого поколения эта проблема решена.

Адгезивные системы 6 поколения являются одношаговыми самопротравливающими системами, которые находятся в 2 бутылочках и требуют смешивания непосредственно перед применением. Затем система наносится на эмаль и дентин. При этом одновременно обеспечиваются протравливание, диффузия в ткани зуба и образование гибридной зоны.

По сравнению с адгезивными системами 4 и 5 поколений они проще в применении, работе с ними требует меньше времени за счет сокращения количества этапов, уменьшается риск технической ошибки.

Однако, адгезия к дентину (18-23 МПа) со временем практически не меняется, тогда как адгезия к эмали ухудшается.

Этапы работы с адгезивными системами 6 поколения:

1. вне полости рта производится смешивание компонентов адгезивной ситемы (внутри одноразовой упаковки или в специальной ячейке);
2. внесение адгезивной системы на эмаль и дентин кариозной полости при помощи аппликатора (экспозиция 15 секунд);
3. распределение адгезивной системы при помощи слабой струи воздуха;
4. фотополимеризация адгезивной системы;
5. внесение композиционного материала.

Адгезивные системы 7 поколения

Я не считаю правильным выделять адгезивные системы 7 поколения, их можно просто назвать отдельным подтипом шестого, т.к. все механизмы и принципы работы остаются теми же. Разница лишь в том, что компоненты не нужно смешивать предварительно перед нанесением, они уже все в одной баночке. Да, удобно и практично, но отдаленных результатов использования этих систем нет.

Адгезивные системы 8 поколения

Также состоит из одной баночки, отличие от седьмого в том, что оно содержит наночастицы, которые более глубоко проникают в дентинные канальцы, улучшая при этом адгезию. Отдаленных результатов использования пока нет.

У шестого, седьмого и восьмого поколения сложно проконтролировать этап протравливания. Хорошо это или плохо — нельзя сказать однозначно. Многие врачи все равно при использлвании этих систем предварительно травят эмаль. Но тогда мы увеличиваем время воздействия кислоты на ткани зуба. Ему это понравится?

Также существует зависимость от уровня рН адгезивной системы и ее токсичности. Чем меньше рН, тем более сильное токсическое действие она оказывает. А наиболее низкая рН у шестого,седьмого и восьмого поколения. В любом случае, выбор остается за доктором. Вопрос лишь в том, насколько он осведомлен о составах, механизмах и принципах использования адгезивных систем. Какая цель у врача: сделать быстро или сделать качественно? Выбор за Вами

Методы испытаний адгезии

Адгезию и аутогезию при испытании на отрыв, сдвиг и расслаивание можно определять на обычных динамометрах или на специальных адгезиометрах. Для обеспечения полноты контакта адгезива и субстрата адгезив применяют в виде расплава, раствора в летучем растворителе или мономера, который при образовании адгезионного соединения полимеризуется.

Однако при отверждении, высыхании и полимеризации адгезив, как правило, претерпевает усадку, в результате чего на межфазной поверхности возникают тангенциальные напряжения, ослабляющие адгезионное соединение.

Напряжения эти могут быть в значительной мере устранены введением в клей наполнителей, пластификаторов, а в некоторых случаях термообработкой адгезионного соединения.

На определяемую при испытании прочность адгезионной связи существенным образом могут влиять размеры и конструкция испытуемого образца (в результате действия т. н. краевого эффекта), толщина слоя адгезива, предыстория адгезионного соединения и другие факторы. О значениях прочности адгезии или аутогезии, можно говорить, конечно, лишь в случае, когда разрушение происходит по межфазной границе (адгезия) или в плоскости первоначального контакта (аутогезия). При разрушении образца по адгезиву получаемые значения характеризуют когезионную прочность полимера.

Некоторые ученые считают, однако, что возможно только когезионное разрушение адгезионного соединения. Наблюдающийся адгезионный характер разрушения, по их мнению, лишь кажущийся, поскольку визуальное наблюдение или даже наблюдение с помощью оптического микроскопа не позволяет обнаружить на поверхности субстрата остающийся тончайший слой адгезива. Однако в последнее время и теоретически и экспериментально было показа но, что разрушение адгезионного соединения может носить самый разнообразный характер — адгезионный, когезионный, смешанный и микромозаичный.

При таком процессе адгезии осуществляется притяжение разных видов веществ на молекулярном уровне. Ей могут быть подвержены и твердые тела и жидкие.

Адгезионное свойство

Адгезионные свойства характеризуются нормальным напряжением отрыва p двух приведенных во взаимодействие твердых поверхностей. Рост силы адгезии увеличивает интенсивность гранулообразования, однако затрудняет работу с материалом из-за налипания его на стенки аппаратов. При прочих равных условиях / ад существенно зависит от концентрации связующего, причем эта зависимость носит экстремальный характер.
 

Адгезионные свойства клеев растительного и животного происхождения неразрывно связаны с их химической природой. Однако выявить непосредственную связь между химической природой адгезива и субстрата при склеивании древесины в ряде случаев затруднительно не только из-за сложности химической природы древесины, но и оттого, что она подвержена более значительным изменениям, чем слой адгезива. Например, в условиях повышенной влажности и высоких температур древесина вследствие разбухания и усушки деформируется. Кроме того, деревянные конструкции и изделия, освещенные солнечным светом, поглощают лучистую энергию и нагреваются до температуры, значительно превышающей температуру окружающего воздуха. Температура в фанерной обшивке самолета, например, может достигать 90 С.
 

Адгезионные свойства играют большую роль при функционировании повязок. С одной стороны, нижний слой повязки должен легко смачиваться, обеспечивая плотное прилегание повязки к ране, с другой, — поверхностная энергия на границе повязка-рана должна быть минимальной, чтобы обеспечить наименьшую травму при ее снятии с раны.
 

Адгезионные свойства оказывают иногда решающее влияние на выбор способа и условий изготовления, хранения, применения и транспортировки порошкообразных материалов.
 

Адгезионные свойства у различных высокопрочных и нагревостойких эмалей примерно одинаковы и значительно выше, чем у проводов марок ПЭЛ и ПЭЛУ. При испытании закручиванием образцы длиной 50 мм в соответствии с ГОСТ 7262 — 54 должны выдерживать в зависимости от своих размеров не менее 7 — 17 кручений. Фактически при этих испытаниях часто получаются более высокие результаты. Так, провода марки ПЭЛР-2 диаметром 0 55 — 1 20 мм часто выдерживают до 30 — 24 кручений.
 

Адгезионные свойства ( клейкость) синтетических клеев изучены еще недостаточно, но ученые предполагают, что они зависят по крайней мере от двух основных факторов: гибкости звеньев макромолекулы и наличия в ней полярных групп.
 

Изменение адгезии изоляции эмальпрово.

Адгезионные свойства у различных высокопрочных эмалей примерно одинаковы и значительно выше, чем у проводов марок ПЭЛ и ПЭЛУ. При испытании закручиванием образцы длиной 50 мм в соответствии со стандартом должны выдержать в зависимости от своих размеров не менее 7 — 17 кручений. Фактически при этих испытаниях часто получаются более высокие результаты. Так, при ис — — пытаниях проводов ПЭЛР-2 диаметром 0 55 — 1 20 мм образцы часто выдерживают до 30 — 24 кручений.
 

Адгезионные свойства некоторых пленкообразующих материалов находятся в зависимости от их пластических свойств. Так как при затвердевании происходит усадка пленкообразующих материалов, то напряжения, развивающиеся между пленкой и древесиной, могут привести к значительному ослаблению связи покрытия с древесиной — их отставанию, а в хрупких покрытиях — к растрескиванию. Поэтому во многие лакокрасочные материалы вводят пластификаторы, повышающие пластические свойства покрытия. Увеличение толщины лаковой пленки отрицательно сказывается на адгезионных свойствах покрытий вследствие увеличения усадочных напряжений.
 

Адгезионные свойства могут проявляться только в монослое частиц, осевших на стенках или фильтрующих поверхностях газоочистных аппаратов, и из-за очень малой толщины такого слоя, как правило, не оказывают влияния на работу систем пыле — и золоулавливания.
 

Адгезионные свойства парафина наиболее сильно увеличивают атактический полипропилен и окисленный петролатум, при этом их совместное присутствие дает синер-гический эффект.
 

Способы очистки выбросных газов.| Технико-экономические показатели работы пылеуловителей.

Адгезионные свойства пылей характеризуют склонность частиц пыли к слипаемости, которая влияет на эксплуатационные параметры пылеуловителей.
 

Адгезионные свойства субстратов могут быть изменены путем прививки. Прививку осуществляют с помощью источников высокой энергии или в электрическом поле.
 

Адгезионные свойства битума делают его ценным материалом для производства или крепления многих изделий.
 

Основные требования к адгезивным системам

Адгезивные системы − это комплекс сложных жидкостей, которые помогают присоединять композиционные и другие виды материалов к твердой поверхности зуба. Именно поэтому к ним предъявляется масса серьезных требований. В их числе:

обеспечение стойкого к жевательной функции и долговечного эффекта связывания тканей зуба;
компенсация напряжения, которое проявляется во время усадки композита;
сила сцепления с дентином должна быть равной адгезии к эмали;
биологическая совместимость с тканями зуба и нерастворимость в полости рта;
обеспечение хорошей краевой адаптации реставрации, чтобы удалось предотвратить подтекание и развитие вторичного кариеса;
обеспечение легкости в использовании;
продолжительный срок хранения;
универсальность и совместимость с различными материалами;
полное отсутствие сенсибилизирующего действия.

Сегодня разработано большое количество адгезивных систем, проблемы применения которых сведены к минимуму. Большая часть из нового поколения помогает обеспечить сильнейшее присоединение композита к тканям зуба и другим материалам, использующимся в стоматологии: металлу, пластмассе, фарфору и другим.

Адгезия при сварочных работах

Сварка является одним из наиболее прочных методов соединения металлических конструкций. Это сцепление молекул двух элементов без использования промежуточных или вспомогательных веществ — клея или припоя. Происходит данный процесс под воздействием термической активации. Внешний слой соединяемых элементов нагревают выше температуры плавления, после чего происходит межмолекулярное сближение и соединение материалов.

Электросварочный шов. Соединение двух деталей электросваркой является адгезией, так как металл, использующийся в электроде, выступает в качестве адгезива

Препятствием к качественной адгезии при сварке могут служить следующие факторы:

наличие оксидных плёнок. Они удаляются механически или химически при подготовке поверхности или исчезают непосредственно в процессе сварки под воздействием высокой температуры или флюсов;
несоответствие химического состава материалов и электродов

Особое внимание следует уделять наличию и количеству кремния и углерода в соединяемых деталях. Для соединения сталей разных марок рекомендуется использовать электроды с низким содержанием диффузионного водорода;
недостаточная глубина проплавления, которая напрямую зависит от силы тока и скорости передвижение электрода.

Газовая или плазменная сварка металла является когезией, так как молекулы двух элементов соединяются в результате расплава материала

Взаимодействие с бетоном

Бетон является на сегодняшний день самым востребованным строительным материалом. Но не всегда бывает легко обеспечить качественное сцепление отделочных материалов (плитки, обоев, краски) с таким основанием. Особенно это касается высокопрочных марок с низкой пористостью и гладкой поверхностью. К счастью, есть способы улучшить адгезионный слой.

В некоторых случаях это не требуется – краски, а также обойные и плиточные клеи премиум класса и без того обеспечивают прекрасное соединение благодаря специальным добавкам (полиамидные смолы, эфир канифоли, органосиланы и прочие). Чтобы добиться хорошего результата при работе с более дешевыми аналогами приходится использовать дополнительные материалы – грунтовку и прочее.

Адгезивные системы для эмали

Если речь идет об эмали, то адгезия здесь обеспечивается на основе микромеханической сцепки. Для этого используются гидрофобные жидкости, однако необходимого «прилипания» к влажному дентину они не дадут, поэтому также используется праймер. Обращение с эмалевыми адгезивами, имеющими однокомпонентный состав, строится на следующих этапах:

1. протравка эмали ортофосфорной кислотой – примерно полминуты,
2. удаление водяной струей травильного геля,
3. сушка эмали,
4. соединение в одинаковой пропорции веществ адгезивной системы,
5. введение аппликатором в полость зуба адгезива,
6. разравнивание его воздушной струей.

Только после выполнения всех выше перечисленных манипуляций врач осуществляет введение композитного материала.

Физические свойства

Когда рабочая смесь (грунтовка, краска, шпаклевка) схватываются, в ней происходит целый ряд сложных процессов, в результате которых физические свойства значительно изменяются. Например, когда краска сохнет и дает усадку, поверхность контакта с окрашиваемой стеной немного сокращается. Возникает растягивающее напряжение, нередко приводящее к появлению микротрещин. Из-за этого сцепление двух поверхностей значительно ослабевает.

У отдельных веществ изначальное сцепление различается. К примеру, если наносить слой свежего бетона поверх старого, то оно будет составлять не более 1 МПа.

Соответственно, при засыхании слой бетона будет просто осыпаться или же держаться не крепко и не долго. А вот строительные смеси, содержащие в себе сложные химические компоненты, улучшающие связь с гладкой поверхностью, могут похвастать куда лучшим показателем – 2 МПа и даже больше.

Поэтому при схватывании они образуют надежную и долговечную связь.

Смеси и растворы

Разобравшись, что такое адгезия в строительстве, будет полезно понять, для каких материалов она является особенно важной в сфере строительства. В первую очередь это:

Лакокрасочные материалы. От их адгезивности зависит глубина проникновения, качество прилипания, а значит и долговечность покрытия. Хорошая адгезия гарантирует, что краска будет крепко держаться на основании, и даже серьезные механические нагрузки не навредят ей.
Гипсовые смеси. Декоративная отделка мягкими, привлекательными и легкими в обработке веществами станет невозможной при плохом сцеплении с  основанием.
Раствор для кирпичной кладки. В этом случае разговор идет не об эстетической стороне строительства, а скорее о безопасности возведения зданий. Если раствор имеет слабую адгезию, это повлияет на прочность и долговечность кирпичной кладки.
Клеящие растворы, включая герметики

Важно своевременно узнать, какие материалы обеспечивают хорошее прилипание. Применение неподходящих смесей приводит к снижению качества соединений.

Как видите, без высокой адгезионной способности материалов нельзя построить дом, не говоря уж про то, чтобы сделать его привлекательным.

Повышение качества сцепления

Соответственно и методы достижения желаемого результата значительно различаются. Сегодня доступно несколько вариантов обработки поверхности:

1. Механическое – шлифование.
2. Химическое – эластификация.
3. Физико-химическое – нанесение грунтовки.

Лучшего результата при проведении ремонтно-строительных работ можно достичь, если две контактирующие поверхности имеют не только разный химический состав, но и условия образования.

Проведение измерений

Чтобы работа адгезии была качественной, обеспечивая надежное соединение слоев строительных и отделочных материалов, необходимо регулярно осуществлять контроль качества. Лучше всего использовать для этого специальный адгезиметр. Современные образцы позволяют точно устанавливать эффективность адгезии с усилием до 10 кН.

При этом измеряется усилие, необходимое для отделения слоя от рабочей поверхности. Причем отделение нужно производить строго перпендикулярно рабочей плоскости. Адгезиметр имеет доступную цену и при этом имеет небольшие размеры, что упрощает процесс использования, позволяя моментально получать результаты. Прибор укомплектован несколькими “грибками” – металлическими цилиндрами с основанием разной площади, что дает возможность выбрать подходящий. Измерение проходит в несколько этапов:

1. “Грибок” соединяется с проверяемой поверхностью мощным клеем.
2. “Грибок” вставляется в прибор.
3. Механизм отрыва медленно вращается, пока покрытие не отрывается от основания.
4. Изучаются показания прибора, фиксирующего момент отрыва.

Принцип использования современных адгезиметров прост, благодаря чему использовать их могут даже непрофессионалы.

Адгезионные свойства строительных и отделочных материалов

Адгезия строительных и отделочных материалов осуществляется, преимущественно, по принципу механического и химического соединения. В строительстве используется большое количество различных веществ, эксплуатационные характеристики и специфика взаимодействия которых кардинальным образом отличаются. Разделим их на три основные группы и охарактеризуем более подробно.

Лакокрасочные материалы

Адгезия ЛКМ к поверхности основания осуществляется по механическому принципу. При этом, максимальные показатели прочности достигаются в том случае, если рабочая поверхность материала имеет шероховатости или пористая. В первом случае существенно увеличивается площадь соприкосновения, во втором, краска проникает в поверхностный слой основания. Кроме того, адгезионные свойства ЛКМ увеличиваются благодаря различным модифицирующим добавкам:

• органосиланы и полиорганосилоксаны оказывают дополнительное гидрофобизирующее и антикоррозионное действие;
• полиамидные и полиэфирные смолы;
• металлоорганические катализаторы химических процессов отвердения ЛКМ;
• балластные мелкодисперсные наполнители (к примеру, тальк).

Строительные штукатурки и сухие клеящие смеси

До недавнего времени, строительные и отделочные работы велись с использованием различных растворов на основе гипса, цемента и извести. Зачастую, их смешивали в определённой пропорции, что давало ограниченное изменение их основных свойств. Современные готовые сухие строительные смеси: стартовые, финишные и мультифинишные штукатурки и шпаклевки, имеют гораздо более сложный состав. Широко применяются добавки различного происхождения:

• минеральные – магнезиальные катализаторы, жидкое стекло, глиноземистый, кислотоустойчивый или безусадочный цемент, микрокремнезём и т.п
• полимерные – диспергируемые полимеры (ПВА, полиакрилаты, винилацетаты и т.п.).

Такие модификаторы существенно изменяют следующие основные характеристики строительных смесей:

• пластичность;
• водоудерживающие свойства;
• тиксотропность.

Важно: Использование полимерных модификаторов дает более выраженный эффект усиления адгезии. Однако образование устойчивых соединений полимерных пленок на границе разнотипных материалов (основание — твердеющая штукатурка) возможно только при определенной температуре

Этот термин называется минимальной температурой пленкообразования-МТП. У разных штукатурок она может быть различной от +5°С до +10°С. Во избежание расслоения , необходимо точно придерживаться рекомендаций производителя относительно температуры, как основания, так и окружающей среды.

Герметики

Герметики, использующиеся в строительстве, различают по трём различным типам, каждый из которых требует определённых условий для высокопрочной адгезии с материалом основания. Рассмотрим каждый тип подробнее.

• Высыхающие герметики. В состав входят различные полимеры и органические растворители: бутадиен-стирольные или нитрильные,  хлоропреновый каучук и т.п. Как правило, имеют пастообразную консистенцию с вязкостью 300-550 Па. В зависимости от вязкости, наносятся либо шпателем, либо кистью. После их нанесения на поверхность, необходимо определённое время для высыхания (испарения растворителя) и образования полимерной плёнки.
• Не высыхающие герметики. Состоят, как правило, из каучука, битума и различных пластификаторов. Имеют ограниченную устойчивость к высокой температуре, не более 700С-800С, после чего начинают деформироваться.
• Отверждающиеся герметики. После их нанесения, под воздействием различных факторов: влага, тепло, химические реагенты, происходит необратимая реакция полимеризации.

Из всех перечисленных разновидностей, отверждающиеся герметики обеспечивают максимальную надёжность сцепления с микро неровностями поверхности основания. Кроме того, они устойчивы к высоким температурам, механическим и химическим воздействиям. Они имеют оптимальное сочетание жёсткости и вязкости, позволяющее сохранять первоначальную форму. Однако, являются наиболее дорогостоящими и сложными в использовании.