Адгезия поверхностей

Простой тест для определения адгезии лакокрасочного покрытия

Для определения качества адгезии на лакокрасочном покрытии делается сетка надрезов. После этого на поверхность наклеивается скотч, который затем срывается. Количество квадратиков, которые остались на скотче, и характеризует качество адгезии.

Если адгезия плохая, необходимо рассмотреть, где происходит отслоение: между поверхностью и лакокрасочной плёнкой или между слоями покрытия, смотри таблицу ниже.

Отслоение грунта от основы

Отслоение отделочного слоя от грунта

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).

Краска с тальковым наполнителем — не вспучивающийся антипирен

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.

Пример плохой адгезии штукатурки к кирпичной стене

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.

Высыхающий акриловый герметик

Невысыхающие герметики. Состоят, как правило, из каучука, битума и различных пластификаторов. Имеют ограниченную устойчивость к высокой температуре, не более 700С-800С, после чего начинают деформироваться.

Битумный невысыхающий состав, используется для герметизации ливневой водосточной системы

Отверждающиеся герметики. После их нанесения, под воздействием различных факторов: влага, тепло, химические реагенты, происходит необратимая реакция полимеризации.

Приготовление двухкомпонентного полиуретанового герметика Сазиласт

Из всех перечисленных разновидностей, отверждающиеся герметики обеспечивают максимальную надёжность сцепления с микронеровностями 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.

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

Способы увеличения адгезии

Степень «прилипания» адгезива к основе есть величина «переменная», зависящая от ряда факторов:

• Чистоты поверхности от загрязнений: пыли, жирных пятен, аморфных масс и пр.
• Шероховатости поверхности. Например, в силу практически нулевой шероховатости поверхности, величина адгезия цемента к стеклу значительно ниже, чем адгезия цемента к дереву или адгезия цемента к бетону.
• Усадочные процессы. При усадке адгезива возникают напряжения вызывающие растрескивания и отслоения от основы.

Чтобы получить величину адгезии соответствующей заданным параметрам, необходимо устранить указанные выше факторы. Применяют следующий комплекс мер:

• Тщательная очистка основы от загрязнений, краски, старой штукатурки и аморфных масс.
• Увеличение степени шероховатости методом нанесения насечек или шлифовки абразивами. Хороший результат дает обработка гладкой поверхности составом для увеличения шероховатости поверхности «Бетоноконтакт».
• Применение химического модифицирования бетона специальными добавками, такими как «МС-АДГЕЗИВ» или «SikaLatex». «МС-АДГЕЗИВ» значительно увеличивает адгезию цементных растворов, в том числе адгезию цемента к металлу и адгезию цемента к краске. Добавка вводится одновременно с затворителем в соответствии с инструкцией по применению. «SikaLatex» жидкая добавка в цементные растворы улучшающая прочность сцепления, снижающая усадочные процессы. Вводится в затворитель согласно инструкции. С помощью данных добавок получают цемент с высокой адгезией, даже к старому или «гладкому» основанию.
• Грунтовка основы. Грунтовки глубоко проникают в толщу основы и значительно увеличивают степень сцепления основы с адгезивом. Распространенные бренды: Люксорит-Грунт, Joint Primer, Максбонд Латекс.

Как показывает практика, в частном строительстве применяют не весь комплекс мероприятий, а только некоторые пункты – очистку поверхности и увеличение степени шероховатости. Выполнение этих операций не требуют дополнительных затрат и обеспечивают достаточную степень сцепления при всех видах работ: штукатурке, укладке плитки, отделке пола и т.п.

Виды адгезии

АДГЕЗИЯ

Г л а в а 3

Адгезия (прилипание) — весьма распространенное явление. Адгезия возникает в результате взаимодействия между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. Адгезия влияет на производительность технического оборудования и определяет качество лакокрасочных покрытий. Значительной адгезией обладают: жидкие, сыпучие, но особенно высокой — упруговязкопластичные массы, к которым относятся тесто, битумы, асфальтная масса и др.

Адгезия — это самопроизвольное поверхностное явление, которое приводит к снижению поверхностной энергии. Адгезия и смачивание жидкости относятся к одному из видов адгезионного взаимодействия. Его особенности определяются как свойствами твердой поверхности, так и свойствами жидкости и могут быть количественно описаны при помощи практически легко измеряемых величин.

Адгезией (сцеплением, притяжением или прилипанием) называют связь между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. К конденсированным телам относятся жидкие и твердые тела. При адгезии сохраняется граница раздела фаз, образованная двумя твердыми телами, твердым телом и жидкостью, т.е. граница раздела Т—Т и Ж—Т. Возможна адгезия двух разнородных жидкостей на границе раздела Ж—Ж.

То тело, которое прилипает, обычно называют адгезивом, а к которому осуществляется адгезия — субстратом. В зависимости от свойств прилипшего тела (адгезива) различают адгезию жидкости, упруговязкопластичных масс, частиц и пленок. Особенности их адгезии представлены в табл.3.1. В промышленности большое значение имеет адгезия пленок лакокрасочных, полимерных и других материалов. Адгезия жидкости происходит на границе раздела жидкости с твердым телом. Положение и форма поверхности жидкости в значительной степени определяются твердым телом, с которым она контактирует.

Дисперсные системы могут быть структурированными и обладать прочностью; они сочетают свойства упругих, пластических и вязких тел. Эти свойства влияют на формирование площади контакта, адгезию и на усилие, которое необходимо для преодоления адгезионного взаимодействия.

Адгезия сыпучих материалов (порошков) возникает при контакте частиц с поверхностью твердого тела. Сыпучие материалы способны противодействовать внешнему давлению и обладают текучестью. Текучесть этих материалов существенно отличается от текучести сплошных тел, к которым относятся жидкости и упруговязкопластичные тела. Частицы, составляющие сыпучие материалы, перемещаются друг относительно друга.

Т а б л и ц а 3.1

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома – страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9280 – | 7456 – или читать все.

Определение адгезии

Благодаря тому, что данное особенное явление существует, лакокрасочные изделия и штукатурка имеет возможность очень стойко задерживаться на стеновых и потолочных покрытиях, также можно применять технологию бетонирования. Исходя из этого, можно сказать, что адгезия отвечает за соединение оснований или поверхностей с нанесенным покрытием.

Адгезия – это сцепления гетерогенных соединений. В строительной сфере это формируется другим термином: возможность какого-то штукатурного или другого покрытия сцепляться с другой поверхностью.

• Физическая адгезионная способность может возникать, когда скрепляются молекулы стройматериалов.
• Химическая адгезия может возникать, когда между двумя вещества возникает химическая реакция.

Сила склеивания обычно измеряется в мега паскалях, данное значение означает, какую силу необходимо приложить для того, чтобы отделить основание от другого покрытия. Если на оберточной бумаге написано, что адгезионное средство может обеспечить склеивание в один мегапаскаль. Это означает, что необходимо на каждый квадратный миллиметр приложить усилие размером в один ньютон.

Самое важное значение данный пункт имеет для материалов, предназначенных для строительства, монтажа и отделочных работ

При покупке необходимо обратить свое внимание на степень адгезии у перечисленных оснований:

• Лакокрасочные покрытия. Степень склеивания напрямую зависит от адгезионного свойства. Также от него зависит и объем проникновения материала, работоспособность основания. Поэтому чем выше показатели адгезии, тем лучше и больше будут «схватываться» два гетерогенных материала, и они будут держаться вместе долгое время.
• Гипс . Степень прилипания определяет то, какой отделке потом подвергнется изделие. Чем выше адгезионный показатель, тем потом сложнее можно выполнить рисунок и узор.
• Цементно-песчаные материалы. От крепости соединения очень часто зависит безопасность построенной конструкции. Если строитель использует материал с плохим адгезионным свойством, то данное строение из кирпича продержится малое время. А это может быть причиной трудных последствий.
• Пастообразная или вязкотекучая композиция на основе полимеров (герметики), другие клеевые материалы. При использовании этих отделочных материалов необходимо знать, какое средство сможет склеить поверхности. Если вы применяете смеси, которые не реагируют между собой, то результат соединения вам покажется слабым, а конструкция распадется.

Короткое видео на нашу тему:

Способы повысить адгезионные способности

Адгезию стройматериалов можно изменить как в лучшую, так и в худшую сторону. Это величина изменяемая. Когда на поверхность наносят какой-нибудь состав, то его смешивают с различными добавками, чтобы увеличить способность к приклеиванию и попаданию. Также могут применяться грунтовки, которые имеют роль промежуточного основания.

1. Обезжиривание основание является очень эффективным способом повышения адгезионной способности.
2. Механический способ подразумевает собой обрабатывание стенового покрытия абразивом, чтобы придать ему шероховатый эффект, а также нанесение насечек. Механический метод – удаление стен от пыли, грязи и других дефектов.
3. Химический способ подразумевает собой смешивание уникальных примесей в готовом растворе для повышения свойств и показателей.
4. К физико-механическому методу относится обрабатывание поверхности грунтовочными смесями, а также обработка шпаклевкой.

Очень эффективными являются данные способы, потому что поверхности сцепляются без возможности отсоединения.

Методы, с помощью которых можно снизить сцепление

Если поверхности, которые должны подвергнуться сцеплению, будут пыльными и замасленными, то склеивания не произойдет. Это происходит потому, что молекулы грязи и пыли мешают материалу проникнуть внутрь основания и выполнить свою работу. Поэтому чтобы получить качественное основание, необходимо предварительно его очистить и обезжирить.

Если вы предварительно обработаете стены и потолок материалом, который снижает пористость основания, то это также уменьшит адгезионную способность.

При покупке склеивающего материала необходимо обращать внимание на его свойства. Очень часто возникает так, что способность может ухудшиться при высыхании отделочного материала

При переходе сырья из одного агрегатного состояния в другое изменяются его химические и физические свойства.

Так, многие смеси могут давать усадочный эффект, и величина соприкосновения так же уменьшается. Могут появиться трещины, разломы и выбоины. Такая конструкция не является безопасной.

Установка адгезивно-мостовидного протеза

• подготовка опорных зубов для установки протеза: удаление кариозных полостей, шлифовка и обработка внутренней поверхности зуба, снятие слепков
• изготовление мостовидного протеза с учетом строения челюсти, положения соседних зубов и прикуса пациента
• фиксация протеза при помощи специального цемента, который не вызывает аллергию и неприятные ощущения во рту
• обучение пациента правилам ухода за искусственными зубами

Мнение специалиста

Роман Борисович Алекперов
стоматолог-ортопед

Стаж: 24 года

Адгезивно-мостовидное протезирование – революционный метод в сфере ортопедических технологий. Он позволил решить две основные проблемы, с которыми ранее сталкивались пациенты: невозможность восстановить коронкой отсутствующий зуб и необходимость обтачивания опорных зубов, и как следствие – сокращение их дальнейшего рабочего ресурса

Данный метод предлагают не все клиники, и выбирая стоматологию, куда обратиться по поводу адгезивно-мостовидного протезирования, обращайте внимание на опыт выполнения подобных реставраций и отзывы.

Срок службы адгезивно-мостовидного протеза – до 6 месяцев при бережном отношении. Уход за ними достаточно прост – чистка два раза в день, использование ирригатора после еды. Также стоит регулярно показывать протез своему лечащему врачу, чтобы избежать неожиданной поломки зубного моста и предотвратить развитие кариеса в месте крепления протеза.

Другие работы

Примеры работ «До» и «После»

Установка единичной зубной коронки

Случай: пациент обратился по поводу расцементировки коронки и ее утери.

Протезирование жевательных зубов коронками на диоксиде циркония

Случай: разрушение задних зубов на верхней и нижней челюсти.

Установка единичной зубной коронки диоксид циркония (март 2012)

Случай: скол старого протеза на переднем зубе, восстановленном с помощью культевой вкладки.

Металлокерамические коронки и культевые вкладки

Случай: разрушение передних зубов (11 и 21).

Какие есть типы адгезии

Существует несколько видов адгезии: механическая, химическая, а также их комбинации. Самым простым является механический. Суть действия системы сводится к созданию микромеханических связок между компонентами материала и шероховатой поверхностью зуба. Чтобы обеспечить высокое качество сцепления, перед нанесением адгезива естественные микроуглубления на поверхности зубных тканей тщательно высушивают.

Интересно! Доктор Буонкоре 63 года назад опытным путем выяснил, что фосфорная кислота делает зубную эмаль шероховатой. Это помогает усилению сцепления композита с тканями зуба. Появившаяся более полувека назад методика протравки зубной эмали кислотой стала фундаментом для современных адгезивных реставрационных методов.

Химический вариант сцепления основан на химической связи композитного материала с эмалью и дентином. Таким типом адгезии обладают исключительно стеклоиномерные цементы. Прочие материалы, что используют стоматологи, имеют только механическую адгезию.

Как связать этот физико-химический процесс со строительством?

«Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание), возникновение связи между поверхностными слоями двух разнородных (твёрдых или жидких) тел, приведённых в соприкосновение»

Процесс прилипания в строительстве происходит при нанесении лака, краски, гипсовой смеси, герметика и так далее. Она отвечает за защитные функции покрытия и его долговечность.

Важность адгезии при покраске

При низком «прилипании» красящего материала к поверхности образуются трещины, краска отслаивается, защитный слой разрушается и назначение покрытия теряет свою эффективность. Нужно отметить, что важную роль в обеспечении лучшей адгезии играет правильная подготовка подложки. Здесь всего четыре этапа:

1. Удаление старого слоя краски.
2. Шлифовка.
3. Выравнивание поверхности и заделка мелких швов и стыков при помощи грунтовки.
4. Очищение поверхности.

Шлифовка необходима практически всегда, так как она устраняет многие недостатки подложки: устранение ворсинок, неровностей. Шлифованием вы делаете глянцевую поверхность шероховатой. Это способствует лучшему прилипанию краски.

Что касается грунтовки, то этот этап не всегда является обязательным. Дело в том, что излишняя пористость покрытия позволяет проникать смолам в материал и от этого приходится наносить много слоев краски. Шпатлевка как бы нейтрализует лишние поры и это большое преимущество для мастера, так как не нужно наносить множество слоев красящего материала. Грунтовочный слой защищает металл от коррозии, а дерево от воздействия танинов.

Перед нанесением финального слоя протрите поверхность от пыли и любых других загрязнений. Этот простой шаг может оказаться решающим в прилипании краски.

Адгезия в строительных смесях и герметиках

При строительстве здания из блоков или кирпичей важно выбрать подходящий цементно-песчаный состав. Выбрав некачественную смесь, вы рискуете долговечностью и безопасностью строения, так как вскоре кладка начнет разрушаться

Гипсовые смеси для внутренних работ применяются для создания декоративных элементов. Например, при выполнении лепнины важно крепко сцепление, в ином случае есть риск, что весь элемент отпадет.

Логично предполагать, что сцепление играет важную роль и в герметиках. Неспроста на современном рынке изобилие герметиков для различных материалов. Последствия выбора неподходящего герметика заключаются в плохом склеивании, иногда и вовсе его отсутствие. Поэтому подбирайте смесь под конкретный материал, так как универсальные составы не всегда работают.

Способность бетона к адгезии

Бетон широко распространен благодаря своим многочисленным преимуществам, но из-за своей гладкой поверхности сцепление с другими материалами слабое. Именно поэтому бетон покрывают несколькими составами перед переходом к финальному слою, то есть здесь цель создать шероховатость, которая отсутствует у материала. При создании шероховатости учитывают как влажность помещения, так и смесей и самого́ бетона. Чем суше, тем выше адгезия. В составе растворов часто присутствует цемент и кварцевый песок, так как маленькие гранулы образуют пористость поверхности.

Сцепление бетона и стройматериалов

Производители неустанно совершенствуют технологии производства, чтобы увеличить коэффициент «прилипания» к бетону, металлу и прочим материалам. К примеру, стройматериалы ООО «СТРИМ», РЕМСТРИМ 10, РЕМСТРИМ ТН, ПОЛАК ФП-37 и прочие, отличаются высокой адгезией

Вместе с тем, они обращают внимание покупателей на тот факт, что сцепление во многом зависит от качества подготовки к обработке — чем она лучше выполнена, тем выше будет коэффициент «прилипания» разных по своей природе покрытий

В процесс обработки входит:

1. Удаление загрязнений и очагов коррозии путем шлифования, обеспыливания и прочих способов подготовки
2. Грунтовка, покрытие специальными грунтами
3. Обработка специальными составами, смесями
4. И прочие работы

Принято говорить о двух основных причинах, которые определяют необходимость такой тщательной подготовки поверхности к нанесению стройматериалов. Во-первых, на месте любых загрязнений, особенно химических, со временем появится очаг коррозии, которая разойдется по всему объекту. Особенно это актуально для старых конструкций, но и «свежие» этим тоже «грешат». Во-вторых, на цементном основании могут остаться вещества, которые уменьшат физическое сцепление слоев.