Co je adheze. Definice adheze. Typy a základní pojmy

Přilnavost (od lat. Adhaesio Adheze (přilnavost) je schopnost dvou povrchů slepit se. Závisí na mnoha faktorech, včetně vlastností materiálů, jejich zpracování a podmínek prostředí. Jedním z klíčových faktorů ovlivňujících adhezi je kontaktní úhel. Kontaktní úhel je úhel, který svírá povrch kapaliny a pevný povrch. Určuje, jak dobře se kapalina rozprostírá po povrchu. Čím menší je kontaktní úhel, tím lépe se kapalina rozprostírá. Když se povlak rozprostírá po substrátu, může proniknout do povrchových struktur a vytvořit nová vazebná místa. To zlepšuje adhezi mezi povlakem a substrátem. Proto je důležité, aby byl kontaktní úhel malý. Smáčivost je schopnost kapaliny rozprostírat se po povrchu. Závisí na vlastnostech kapaliny a povrchu. Kontaktní úhel se používá k posouzení smáčivosti, a tedy i problémů s lepením. Čím menší je kontaktní úhel, tím vyšší je smáčivost a tím lepší je adheze. lepidlo — je látka, která je schopna spojovat materiály povrchovou adhezí. Vytváří molekulární vazby mezi sebou a povrchy spojovaných materiálů.

Typy adheze:

• Mechanické — nejjednodušší. Dochází k němu pronikáním molekul lepidla (látky) do horní vrstvy podkladu (povrchu). V tomto případě je důležité, aby byl povrch drsný pro zajištění spolehlivé přilnavosti nebo aby byl předem natřen základním nátěrem. Poté se lepidlo dostane do pórů, což zvětší plochu povlaku a pevnost v nárazu v době jeho vytvrzení.
• Chemické — je považována za nejsilnější. Vzniká na úrovni atomové vazby lepidla k povrchu materiálu. Toho lze dosáhnout vytvořením nových vazebných míst nebo zesílením stávajících. Jedním ze způsobů, jak zvýšit počet vazebných míst, je plazmové ošetření, které může změnit povrch materiálu a učinit ho náchylnějším k tvorbě chemických vazeb.
• Fyzické — funguje na principu elektromagnetické vazby mezi molekulami lepidla a substrátu. Opačně nabité částice lepicí látky a povrch jsou přitahovány na principu magnetu. Příkladem spojení by mohlo být uzavření kartonových krabic páskou.
• Difúze — když látka proniká do molekul polymeru a vytváří silné řetězce. Toto je princip, na kterém se lepí polymerní materiály s hladkými povrchy.

Koheze a autoheze

Soudržnost — je přitažlivá síla mezi identickými molekulami v jednom tělese, určuje pevnost látky a její schopnost odolávat vnějším vlivům.

Autoheze — je schopnost materiálu spojit se sám se sebou. Zpravidla se jedná o dva identické povrchy, které se k sobě snadno přilepí bez lepidla nebo jakýchkoli dalších látek. Například plastelína k sobě dobře přilne, protože má vysokou autohezi.

Co je adhezní práce?

Adhezní práce — je veličina, která charakterizuje, kolik energie je potřeba k oddělení dvou povrchů, které byly dříve spojeny. Tento koncept úzce souvisí s lepivost, ale zaměřuje se na množství energie potřebné ke změně stavu systémů.

Adhezní práce je klíčovým pojmem v termodynamice, protože dává do souvislosti mechanické vlastnosti materiálů s jejich energetickým stavem. Měří se v joulech na metr čtvereční a závisí na fyzikálních jevech, které probíhají na rozhraní mezi spojovanými materiály.

Adhezní práci lze vyjádřit pomocí následujícího vzorce:

• W — lepící práce,
• γ1 a γ2 jsou mezimolekulární síly materiálů,
• γ12 je síla interakce mezi molekulami dvou materiálů.

Tento vzorec nám umožňuje pochopit, jak změny v mezimolekulárních interakcích ovlivňují adhezní vlastnosti systémů. V ideálním případě, pokud jsou hodnoty γ1 a γ2 vysoké a γ12 nízké, vzniká dobrá adheze.

Jaké podmínky ovlivňují snížení adheze?

Ke snížení adheze může přispět řada faktorů, včetně následujících:

• Znečištěný povrch: Přítomnost prachu, oleje, mastnoty nebo jiných nečistot na povrchu může výrazně snížit přilnavost. Tyto nečistoty vytvářejí bariéru mezi nátěrem a podkladem, čímž snižují pevnost spoje.
• Nízká okolní teplota: Nízké teploty mohou zpomalit proces polymerace a zhoršit adhezi. To platí zejména pro epoxidové pryskyřice a polyuretany.
• Vysoká vlhkost: Vlhkost může způsobit vytvoření vodní vrstvy mezi podkladem a lepidlem, která zabrání vytvoření silné vazby.
• Nedostatečná příprava povrchu: Nesprávná příprava povrchu před aplikací nátěru, jako je nedostatečné broušení nebo odmaštění, může snížit přilnavost.
• Nevhodný základní materiál: Některé materiály mají špatnou kompatibilitu s určitými nátěry, což je činí méně vhodnými pro dosažení dobré přilnavosti.
• Vliv vnějších faktorů: Ultrafialové záření, chemická činidla a mechanické zatížení mohou postupně ničit povlak a snižovat jeho adhezní vlastnosti.
• Oxidace povrchu: Oxidační procesy na povrchu kovu mohou vytvořit oxidovou vrstvu, která brání dobrému kontaktu mezi materiálem a povlakem.
• Nedostatečná tloušťka nátěru: Příliš silný nebo příliš tenký nátěr může nepříznivě ovlivnit jeho adhezní vlastnosti.
• Špatná mísitelnost složek: Pokud jsou složky směsi špatně smíchány nebo nesprávně dávkovány, může to ovlivnit kvalitu adheze.
• Datum spotřeby materiálů: Použití prošlých nebo nekvalitních materiálů může také vést ke snížení přilnavosti.

Tyto faktory je třeba zohlednit při výběru a aplikaci nátěrů, aby byla zajištěna maximální trvanlivost a spolehlivost spojů.

Jednotky měření adheze

Velikost adheze se měří v megapascalech (MPa). V soustavě SI – v Newtonech na metr čtvereční.

Tedy: 1 MPa = 106 N/m2

Normativní akty

Pro určení velikosti adheze je třeba se řídit GOST v závislosti na typu spojovaných materiálů.

Technologie měření adheze, zkušební metody a ukazatele pevnosti materiálových spojů.

• GOST 411-77 Pryž a lepidlo. Metody pro stanovení pevnosti spoje s kovem během loupání.
• GOST 28574-2014 Ochrana proti korozi ve stavebnictví. Betonové a železobetonové konstrukce. Zkušební metody pro přilnavost ochranných nátěrů.
• GOST 27325-87 Díly a výrobky ze dřeva a dřevěných materiálů. Metoda pro stanovení přilnavosti barev a laků.
• GOST 31357-2007 Suché stavební směsi na bázi cementového pojiva.
• GOST 13614-2013 Bitumeny a bitumenová pojiva. Stanovení adheze ponořením do vody.
• GOST 15140-78 Barvy a laky. Stanovení adheze.
• GOST 31149-2014 (ISO 2409-2013) Barvy a laky. Stanovení přilnavosti metodou křížového řezu.
• GOST 32702.2-2014 (ISO 16276-2-2007) Barvy a laky. Stanovení přilnavosti metodou X-vrubů.
• GOST 51164-98 Hlavní ocelové potrubí. Obecné požadavky na ochranu proti korozi.
• ISO 4624:2002 Barvy a laky – Stanovení přilnavosti metodou odtrhávání – Mezinárodní norma.