材料の接着特性を研究します。接着 - 接着とは何か、塗料やコンクリートにどのように影響するか。接着力

ツグノフ・アントン・ヴァレリーヴィッチ

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多くの場合、塗料やワニス、または石膏組成物を購入するときに、「この製品は優れた接着性を提供します」または「優れた接着特性を提供します」というフレーズを耳にします。用語の意味はしばしば不明確です。接着とは何か、なぜそれが必要なのか、なぜそれほど重要なのかを見てみましょう。

付着力の測定

この現象のおかげで、塗料や漆喰が壁や天井にしっかりと保持され、コンクリートが可能になります。明らかになったように、それはコーティングされた表面または基板を接着する役割を果たします。

接着とは、異種物質の接着です。建設では、この用語は、特定のコーティング（塗装、石膏など）がベース表面にしっかりと付着する能力を指します。

接着は、物理的および化学的に分けられます。

最初のケースでは、材料の分子の接着により結合が生じます。
第二に - 物質の化学的影響によるものです。

結合強度は MPa (メガパスカル) で測定されます。この数値は、コーティングをベースから引き離すために加えなければならない力を示しています。例えば、接着剤の粘着力が1MPaと記載されている場合、剥がすには1mm2あたり1N（約100g/mm2）の力を加える必要があります。

接着特性は、装飾用または保護用のあらゆるコーティングの主な特性の 1 つです。接続の強度と信頼性、特定の種類の材料を接着する可能性、作業中の快適さや労力はそれらに依存します。

接着性が重要な材料はどれですか?

この指標は、コンポジションの構築と仕上げに最も重要です。粘着力に注意してください。以下の種類コーティング:

ラッカーと塗料。この特性は、コーティングの密着性、浸透深さ、耐久性に影響を与えます。指標が高いほど、ベースの塗装材料がより長く保持されます。
石膏混合物。接着の質が装飾仕上げの可能性を決定します。
セメント砂組成物。構造の安全性は、多くの場合、接着の信頼性に依存します。例えば、密着性の悪い物質を使用する場合れんが造り長続きしません。
シーラントおよびその他の接着剤。ここでは、エージェントがどの材料間で接着を提供できるかを知る必要があります。不適切な混合物を使用すると、接続の品質が低下し、場合によっては完全に不可能になります。

材料の接着能力を測定し、ベースへのコーティングの接着の質を制御するために、特別な装置である接着メーターが可能になります。

接着強化方法

材料の接着特性は、向上することもあれば低下することもあります。これは非定数値です。例えば、表面に塗布する組成物に様々な不純物を添加することで、浸透・密着性を高めています。たとえば、中間層の役割を果たす物質が使用されたり、流体に接触したりします。

表面の脱脂は別です正しい方法グリップ力の強化。

接着力を高めるために、あらゆる手段が使用され、物理的および化学的特性材料。接着性を向上させる 3 つの表面処理方法があります。

メカニカル。これは、粗面化、ノッチング、およびほこりや汚染物質からのクリーニングのための研磨処理です。
化学。塗布液に特殊添加剤や可塑剤を混入。
物理的および化学的。プライマー処理、パテ処理を含みます。

このような方法は、物理的および化学的特性が異なる異種の表面を結合する場合に最も効果的です。

さらに、材料の接着品質を低下させる多くの要因があります。

ほこりや脂っこい表面を、洗浄剤や脱脂剤で前処理せずに接着することはほとんど不可能です。
片面または両面が気孔率を低減する組成物で処理されていても、接着の品質は非常に低くなります。
素材の硬化・乾燥時に粘着力が低下する場合があります。液体から固体への移行中、化学的および物理的特性物質。たとえば、多くのソリューションは縮小します。その結果、ベースとの接触面積が減少します。次に、引張応力が発生し、それにより亀裂が形成されます。その結果、材料の接着の耐久性が低下し、信頼性が低下します。

簡単な例。漆喰の場合コンクリートの壁適切な準備をしないと、コーティングはすぐに剥がれます。これは、次のような多くの要因によるものです。

表面の粉塵;
石膏層の収縮;
密着性を高める添加物等は一切使用しておりません。

コーティングの接着能力は、主にコーティングが使用される表面に依存します。

粗い材料を処理すると、接着力が最大値に達します。これは、滑らかな表面の場合、塗装材料との接触面積がはるかに小さくなるためです。
もう1つの要因は、処理された材料の構造です。そのため、塗装材料の多孔質表面をコーティングすると、組成物がベースに浸透します。したがって、コーティングまたはベースの分子結合を切断できる場合にのみ、塗料またはワニスの層を除去することができます（たとえば、研磨の場合など）。

さらに、接着能力は、の製造に使用されるさまざまな改質添加剤によって増加します。塗装材料:

腐食を防ぎ、疎水効果を持つオルガノシラン;
金属有機物化学プロセスの触媒として機能します。
ポリエステル;
さまざまなフィラーおよびバラスト物質（タルクなど）;
ロジンとリン酸のエステル;
ポリアミド樹脂;
ポリオルガノシロキサン。

コンクリートは、今日最も有名で広く使用されている建築材料の 1 つです。その通りコンクリートプレートほとんどの場合、アパートの壁、天井、床の土台として機能します。これらのボードの表面は滑らかであるため、さまざまな仕上げ用組成物のボードへの接着は非常に弱いことがよくあります。

この材料への良好な接着を確保するには、多くの点を考慮する必要があります。

乾いた表面への接着力は、湿った表面への接着力よりも数倍高くなります。
圧縮限界などのコンクリート自体の特性は、さまざまなポリマー材料のコンクリートへの接着の質を直接決定します。

特別なコンパウンドとプライマーを使用すると、コーティングへの表面の接着の質を大幅に向上させることができます。
さまざまな組成物（接着剤、パテ、塗料、石膏）を塗布するときは、下地と部屋の空気の両方の湿度と温度を考慮する必要があります。
粗い表面への接着は、滑らかな表面よりも常に高くなります。

粗さを実現できます違う方法その一つがアプリケーション（「ベトコンタクト」「コンクリートコンタクト」など、メーカーによって名称が異なります）です。セメントと石英砂の含有量により、プライマーは滑らかな表面を目の細かいサンドペーパーを連想させる粗い表面に変えます。

建設の世界は、材料の有能な接続の基礎となる多くの物理現象と特性に依存しています別の種類そして請求書。さまざまな物質同士をつなぐ役割を担っているのが接着です。ラテン語から、この言葉は「固執する」と訳されています。接着力を測定し、さまざまな意味、それらの間の異なる物質および材料の分子ネットワークの挙動に応じて。ぐらいなら工事、次にここ 接着は、水や湿式作業によって材料間の「湿潤剤」として機能することがよくあります。 それは、プライマー、塗料、セメント、接着剤、モルタル、または含浸剤です。材料の収縮が発生すると、接着値が大幅に低下します。

建設工事は、物質と材料の相互浸透に直接関係しています。塗装、絶縁技術、溶接、はんだ付けの際に、このプロセスを視覚的かつ迅速に確認できます。その結果、材料同士の急速な接着または接着が見られます。これは、労働者の有能な仕事とプロフェッショナリズムだけでなく、さまざまな物質の結合分子ネットワークの基礎である接着のためにも起こります。このプロセスの理解は、注湯の休憩中に追跡できますコンクリート構造物、塗装、植栽装飾タイルセメントまたは接着剤で。

どのように測定されますか？

接着剤の付着量はMPa（メガパスカル）で表します。単位 MPa は、1 平方センチメートルを押す 10 キログラムの力で測定されます。実際にこれを理解するために、ケースを考えてみましょう。特性上の接着剤組成は3MPaの指定があります。これは、特定の部分を接着する場合、1平方メートルあたり。 cm、力を使うか、30キログラムに等しい力を加える必要があります。

彼女に影響を与えるものは何ですか？

作業混合物は、メーカーが宣言した特性を完全に示すまで、さまざまな段階とプロセスを経ます。硬化中は、乾燥時の物理的作用により接着力が変化する場合があります。また、モルタル混合物の収縮も重要な役割を果たし、その結果、材料間の接触が引き伸ばされ、収縮亀裂が現れます。このような収縮の結果、表面での材料同士の接着が弱まります。たとえば、実際の建設では、古いコンクリートが新しい石材モルタルと接触すると、これがはっきりとわかります。

特性を改善するには？

多くの建材や物質は、その性質上、互いに強く固まることができません。それらは異なる化学組成と形成条件を持っています。修理および建設作業におけるこの問題を解決するために、材料間の接着を改善するのに役立つさまざまなトリックが長い間用意されてきました。ほとんどの場合、時間と物理的なコストを必要とする一連の作業について話しています。

施工にあたっては、3つの工法を併用して密着性を高めています。これらには以下が含まれます：

化学。より良い効果を得るために、材料に特殊な不純物、可塑剤または添加剤を加える。
物理的および化学的。 特殊コンパウンドによる表面処理。パテとプライマーは、材料同士の「くっつき」に対する物理的および化学的効果を指します。
メカニカル . 接着性を向上させるために、研削の形での機械的作用を使用して、微細な粗さを生成します。物理的なスクラッチ、研磨、および表面からのほこりや汚れの除去も使用されます。

基礎建材の接着

建設で最も頻繁に使用される材料が互いにどのように反応するかを詳細に考えてみましょう。

ガラス. 液体物質との良好な接触。ワニス、塗料、シーラント、ポリマー組成物との理想的な接着性を示します。固体多孔質材料で液体ガラスをしっかり固定
木. 木材と液体建材（瀝青、塗料、ワニス）との間で理想的な接着が行われます。セメントモルタルとの反応は非常に悪い。ツリーを他のツリーにリンクするには建材石膏またはアラバスターを使用してください。
コンクリート. レンガとコンクリートの場合、接着を成功させる主な要素は水分です。良い結果を得るには、表面を常に湿らせておく必要があり、水をベースにした液体溶液を使用する必要があります。多孔質で粗い構造の材料によく反応します。高分子物質では、接触はさらに悪化します。

結論：

接着現象により、追加の建築材料とソリューションの助けを借りて、あらゆる材料を他のコーティングのベースに迅速かつ効率的に接着させることができます。各材料は、他の建築材料と相互作用するときにその品質と特性を発揮します。接着する能力により、建設プロセス全体を損なうことなく、強力に相互作用することができます。

塗装面に塗った塗料は、しばらくするとしっかりと定着するのはなぜですか？しっくい塗膜が固まると下地にくっつくのはなぜですか？なぜ原理的にコンクリートが可能なのですか？これらの質問に対する答えは 1 つだけです。それはすべて接着に関するものです。つまり、互いに接続された 2 つの表面がくっつく現象です。

接着とは

接着力は、接着剤を使用して固体を接着する可能性と、装飾または保護コーティングとベースとの間の結合の強さを決定します。接着結合の出現の理由は、分子力の影響です（ 物理的接着) または化学的相互作用の力 ( 化学的付着).

接着の強さは、コーティング (石膏、塗料、シーラントなど) を基材から引き裂く/分離するために、コーティングに適用する必要がある剥離圧力によって決まります。

したがって、この指標は通常、特定の努力の単位で測定されます - メガパスカル(MPa)。たとえば、1 MPa の剥離 (または同じ粘着) 力は、1 mm 2 の面積を持つコーティングを分離するには、1 N の力を加える必要があることを意味します (1 kg \u003d 9.8 を思い出してください)。 N)。コーティングの接着特性は、必要な強度、信頼性を提供し、それらを使用する際の複雑さを決定する主な特性です。

建設に使用される物質の接着能力に影響を与えるもの

作業混合物を設定する過程で、さまざまなプロセスが発生し、その特性に特定の変化が生じます。特に、収縮モルタル混合により、外観との接触面を減らすことが可能 引張応力それが形成につながる 収縮亀裂. その結果、表面の接着力が弱まります。たとえば、古いクラッチコンクリート面新しいコンクリートとの接着は0.9 ... 1.0 MPaを超えませんが、新しいコンクリートとの乾燥建築混合物（化学接着プロセスを開始する成分を含む）の接着は2 MPa以上に達します。

密着性を高める方法

通常、接着を改善するために一連の対策が実施されます。ベース表面の機械的（研磨）、物理化学的（パテ、プライミング）および化学的（弾性化）処理が実行されます。これらのプロセスは、接触面が化学組成だけでなく形成条件も不均一である場合、修理および建設作業で特に効果的です。

重要！新しいアルカリセメントモルタルは常に古いコンクリートの表面に十分に接着しないため、古いコンクリートで作業する場合は、多層接着剤を使用することが不可欠です

材料の接着力の測定方法

GOST 31356-2007 は、乾燥した建物の混合物とベースとの接着強度の決定指標を規制しています。材料の接着性をテストする順序について。このような試験を実施する技術により、セラミックタイル、各種コーティングなどのコーティングの接着強度を決定することが可能になります保護コーティング、石膏などベース付き。

作業の品質を管理するには、ONIKS-AP NEW システムの接着剤メーターを使用すると便利です。この装置を使用した設定力の測定範囲は 0 ～ 10 kN です。この試験では、コーティングを基材表面から次の方向に分離または剥がすのに必要な力を測定します。平面に垂直コーティング。接着メーターを使用することの便利さは、その助けを借りて、仕上げおよび左官工事の品質を迅速に制御できるという事実にあります。装置はコンパクトでメンテナンスが容易です (図 1.2、3 を参照)。

図1。セット力の決定セラミックタイル密着度計を使用する（ステップ1）

接着剤、それは何ですか？そして、なぜそれが重要なのですか？私たちの記事を理解しようとしましょう。

ラテン語から翻訳された接着という用語は、「付着」を意味し、固体または液体の物体の表面の接着特性を特徴付けます。左官工事や塗装工事に使用される建材の特性は、接着性によって評価されることがよくあります。

ボディの結合は接着剤によって提供されます - 接着剤はポリマー系です。ただし、ポリマーは次の結果として形成される可能性があります。化学反応接着剤を塗布した後、接着する面の間。非ポリマー接着剤は、セメントやはんだを含む有機物質です。

接着剤を塗布する対象物を基材と呼びます。浸透深さは接着剤の種類とパラメーターに依存し、硬化後に破壊せずに除去することはできません。接着 - 材料の上層のみを接着します。プロセスが体内に浸透すると、凝集が発生します。

どうしてそれが重要ですか

建設では、接着剤はほとんどすべての種類の作業で品質と信頼性を保証します。このプロパティは、次の場合に特に重要です。

接着性と保持性を確保するため、塗料とワニス。
石膏とセメント砂の混合物、施設の美学を保証する仕上げの品質。

知っておくことが重要です：新しく適用されたセメントモルタルコンクリートは、古いものにうまく接着しません。古いコンクリートを扱う場合は、接着剤多層組成物を塗布する必要があります。

冶金生産では、特別な防食化合物および混合物の適用が必要です。また、水との接着性が悪いことも要求されます。

歯科などの医学では、高品質の保護とシーリングを確保するために、充填材と歯の接着が必要です。

種類について簡単に

表面との相互作用によって、3 つの癒着が区別されます。

物理的;
化学;
機械的。

物理的攻撃の本質は、接触面の分子レベルでの電磁相互作用にあります。磁石が静電気を帯びた粒子を引き寄せることは誰もが知っています。

化学結合触媒の関与による原子レベルでの接着剤と基材との相互作用。彼女は違う身体能力異なる密度の材料の表面の接着。

機械的 - 接着剤が接触面の上層に浸透し、続いて接着します。このようなプロセスは、たとえば、さまざまな材料を塗装またはニス塗りするときに発生します。

ノート：パテ、プライミング、基板の脱脂、研磨など、接着を提供する手段によって接着を改善します。

さらに、認知症を悪化させる条件を除外します。これらには、ほこり、グリース、または表面の多孔性を低下させる物質の存在が含まれます。

素材の密着性測定について

接着力測定の基本原理は、接着剤の結合が破壊される影響下で外力を決定することです: 均一、不均一、またはずれがあります。破壊の種類ごとに試験方法が開発されています。

試験試験は、破壊方法ごとに開発された国際および国内レベルの方法に従って、付着力測定装置を使用して実行されます。

付着力測定塗装国際規格ISO 2409「格子カットの方法」に従って、デバイスAdhesimeter RNによって実行されます。

国内のGOST 15140-78では、塗料の接着性と金属表面のワニスコーティングを決定する方法が確立されています。規範文書は、各方法の本質、テスト機器のリストを定義し、テストの準備と実施について説明しています。

コーティングの接着特性の値は、作業の複雑さを判断し、必要な強度と信頼性を確保するために必要です。それらは、接触材料が頻繁に遭遇する建設において特に重要であり、両方で不均一です化学組成、そして教育の面で。

さまざまな方法で外力を測定するための接着メーターは、保護コーティングの品質管理のためのデバイスと機器のセクションの機器製造カタログに掲載されています。

材料の接着または接着とは、次のビデオの説明を参照してください。

接着力接触する異なる表面間の結合です。接着結合が発生する理由は、分子間力または化学的相互作用力の作用です。接着力で決まる接着固体 - 基板- 接着剤付き 接着剤、保護塗装または装飾塗装とベースの接続。乾式摩擦プロセスでは、接着力も重要な役割を果たします。接触面が同じ性質の場合、次のことを話す必要があります。自動ヘシア (自己接着)、高分子材料の処理のための多くのプロセスの根底にあります。同一の表面の長時間の接触と、体の体積の任意の点に特徴的な構造の接触ゾーンでの確立により、自己接着接続の強度が近づきます 材料の凝集力（cm。凝集).

インターフェイスで 2 つの液体または液体と固体の場合、この場合の表面間の接触は完全であるため、接着力は非常に高い値に達する可能性があります。 2つの固体の接着凹凸のある表面と特定の点でのみ接触するため、原則として小さいです。しかしながら、接触体の表面層が可塑性または高弾性状態にあり、十分な力で互いに押し付けられる場合、この場合にも高い接着力を達成することができる。

液体と液体または液体と固体の接着

熱力学の観点から、接着の原因は、等温可逆プロセスにおける接着接合部の単位面積あたりの自由エネルギーの減少です。 可逆接着剤剥離の仕事 W aから決定 方程式:

W a \u003d σ 1 + σ 2 - σ 12

どこ σ1と σ2それぞれ相境界での表面張力 1 と 2 と環境（空気）と σ12- 相境界での表面張力 1 と 2 その間に接着が起こります。

2 つの不混和性液体の付着力の値は、上記の式から簡単に決定できる値によって求めることができます。 σ1 , σ2と σ12. 逆に、 固体表面への液体の付着、直接決定することが不可能なため σ1剛体は、次の式によって間接的にのみ計算できます。

W a = σ 2 (1 + cos ϴ)

どこ σ2と ϴ - 液体の表面張力の測定値と、液体が固体の表面と形成する平衡濡れ角の測定値。接触角を正確に決定することができない湿潤ヒステリシスのため、通常、この式から得られるのは非常に近似値のみです。さらに、この式は、完全な濡れの場合には使用できません。 cos ϴ = 1 .

少なくとも 1 つの相が液体である場合に適用される両方の方程式は、2 つの固体間の接着結合の強度を評価するためにはまったく適用できません。後者の場合、接着結合の破壊はさまざまな種類の不可逆的な現象を伴うためです。により様々な理由: 非弾性変形 接着剤と基板、接着接合部の領域での二重電気層の形成、高分子の破裂、あるポリマーの高分子の拡散末端の別の層からの「引き抜き」など。

ポリマー同士の接着および非ポリマー基材への接着

ほぼすべてが実際に使用されています 接着剤接着する表面に接着剤を塗布した後に起こる化学変化の結果として生じるポリマー系または形態です。に 非ポリマー接着剤帰属のみ可能無機物セメントとはんだの種類。

接着力と自己接着力を測定する方法:

接触面全体にわたって接着接合部の一部を他の部分から同時に分離する方法。
接着接合部を徐々に剥がす方法。

最初の方法では、破壊荷重は、表面の接触面に垂直な方向 (ピールテスト) または平行な方向 (せん断テスト) に適用できます。面積に対する接触面積全体にわたる同時分離で克服される力の比率は、 接着圧力 , 接着圧力 また 接着強度 (n/m 2、dyn/cm 2、kgf/cm 2)。 プルオフ法 最も直接的な正確な説明ただし、接着接合部の強度は、その使用は、いくつかの実験的困難に関連付けられています。

サンプルの幅に対するサンプルの段階的な剥離中に克服される力の比率は、 耐剥離性 また 耐剥離性 (n/m、dyn/cm、gf/cm); 多くの場合、剥離中に決定される接着力は、接着剤を基板から分離するために費やさなければならない作業によって特徴付けられます（j / m 2、erg / cm 2）（1 j / m 2 \u003d 1 n / m、1 erg / cm 2 \u003d 1 dyn / cm）。

剥離による密着性の測定薄い柔軟なフィルムと固体基板との間の結合の強度を測定する場合には、動作条件下で、フィルムの剥離は通常、ゆっくりと亀裂を深めることによってエッジから進行するため、より適切です。 2 つの剛体の接着では、十分な力が加えられると、接触領域全体でほぼ同時に引き剥がすことができるため、引き剥がし方法がより適切です。

密着度計

剥離、せん断、剥離試験中の接着力と自己接着力は、従来のダイナモメーターまたは特殊なダイナモメーターで測定できます。接着剤と基材との間の完全な接触を確実にするために、接着剤は、溶融物、揮発性溶媒中の溶液、または接着剤化合物が形成されるときに重合する形態で使用される。ただし、硬化、乾燥、および重合中に、接着剤は通常収縮し、接着結合を弱める界面に接線応力が生じます。

これらのストレスは大幅に解消できます。

接着剤への充填剤、可塑剤の導入、
場合によっては、接着部の熱処理。

テスト中に決定される接着結合の強度は、次の要因によって大きく影響を受ける可能性があります。

テストサンプルの寸法とデザイン（いわゆるアクションの結果として。 エッジ効果),
接着剤層の厚さ、
接着剤の歴史
およびその他の要因。

値について 接着強度また 自己接着、もちろん、破壊が界面境界に沿って（接着）または最初の接触面（自己接着）で発生する場合にのみ言えます。サンプルが接着剤によって破壊されると、得られた値は ポリマーの凝集力. ただし、一部の科学者は、接着接合部の凝集破壊のみが可能であると考えています。彼らの意見では、観察された破壊の接着性は明らかであり、目視観察または光学顕微鏡での観察でさえ、基板の表面に残っている接着剤の最も薄い層を検出することはできない. しかし、接着接合部の破壊は、接着、粘着、混合、およびマイクロモザイクなど、最も多様な性質のものである可能性があることが、最近、理論的および実験的に示されています。

接着結合の強さを決定する方法については、を参照してください。 塗料およびワニスの試験および覆われた.

接着理論

機械的接着

この概念によると、接着は次の結果として発生します。 基材の表面の細孔および亀裂への接着剤の流れとその後の接着剤の硬化; 細孔が不規則な形状をしている場合、特にそれらが表面から基板の深部に広がる場合、それらはあたかも形成されます。 「リベット」接着剤と基材の結合。当然のことながら、接着剤は、「リベット」が流れ込む細孔や隙間から滑り落ちないように十分に硬くなければなりません。機械接着も可能貫通孔のシステムによって浸透された基材の場合。このような構造は、例えば組織に典型的である。最後に、機械的接着の3番目のケースは、接着剤を塗布して硬化させた後、生地の表面にある絨毛が接着剤にしっかりと埋め込まれているという事実に帰着します。

それでも 機械的接着場合によっては、確かに重要な役割を果たしますが、ほとんどの研究者によると、接着のすべてのケースを説明することはできません.

接着の分子理論

デブロイン、粘着は作用によるものです ファンデルワールス軍(分散力、定数間または定数双極子と誘導双極子間の相互作用力)、相互作用 - 双極子または教育。 Debroyn は、以下の事実によって彼の癒着理論を実証しました。

同じ接着剤で異なる素材を接着できます。
通常は不活性であるため、接着剤と基材の間の化学的相互作用は起こりそうにありません。

Debroyn にはよく知られたルールがあります。 接着剤と基材の間に強い結合が形成され、 極性が近い。 ポリマーへの応用 分子（または吸着）理論作中に開発された マクラーレン. McLaren によると、ポリマーの接着は 2 つの段階に分けることができます。

ブラウン運動の結果として、接着剤の溶液または溶融物から基材の表面への大きな分子の移動。一方、極性基または水素結合を形成できる基は、基質の対応する基に近づきます。
吸着平衡の確立。

接着剤と基材分子間の距離が近い場合 0.5nmファンデルワールス軍が動き始めます。

マクラーレンによれば、アモルファス状態では、ポリマーは結晶状態よりも接着性が高くなります。常に収縮を伴う接着剤溶液の乾燥時に、接着剤分子の活性部位が基材の活性部位と接触し続けるためには、接着剤のが十分に低くなければなりません。一方で、彼はあることを示さなければなりません。 引張りまたはせん断強度. それが理由です 接着剤粘度小さすぎてはいけませんが、 その重合度内にある必要があります 50-300 . 重合度が低いとチェーンスリップにより接着性が低くなり、重合度が高いと接着剤が硬すぎて剛性が高くなり、基材による分子の吸着が困難になります。接着剤は、基材の同じ特性に対応する特定の誘電特性（極性）も持たなければなりません。マクラーレンは、極性の最良の尺度を次のように考えています。 μ 2 /ε、どこ μ 物質分子の双極子モーメントであり、 ε - 誘電率。

したがって、マクラーレンによれば、接着は純粋に表面プロセスです。吸着基板表面の接着剤分子の特定のセクション。マクラーレンは、接着に関する多くの要因 (温度、極性、性質、接着剤分子のサイズと形状など) の影響によって、彼のアイデアの正しさを証明しています。 McLaren は、接着を定量的に説明する依存関係を導き出しました。たとえば、 カルボキシル基、接着結合の強さであることが分かった (あ ) これらのグループの濃度に依存します。

A=k[COOH] n

どこ [UNSD]- ポリマー中のカルボキシル基の濃度; k と n - 定数。

長い間、分子間力が実験的に観察された接着を提供できるかどうかは不明のままでした。

まず、ポリマー接着剤が基板の表面から剥がれるとき、分子間相互作用の力を克服するために必要な作業よりも数桁高い作業が費やされることが示されました。
第二に、多くの研究者は、接着仕事がポリマー接着剤の剥離速度に依存することを発見しましたが、吸着理論が正しい場合、この仕事は表面の膨張速度に依存するべきではないようです。連絡をとっている。

しかし、最近の理論計算では、非極性の接着剤と基材の場合でも、分子間力が実験的に観察された接着相互作用の強度を提供できることが示されています。 剥離に費やされた仕事と粘着力の作用に対して費やされた仕事との間の不一致、最初のものも接着接合要素の変形の仕事を含むという事実によって説明されます。ついに、 剥離率に対する接着仕事の依存性結合の破壊と緩和現象に対する熱揺らぎの影響による、材料の凝集力の変形速度への依存性を説明するアイデアをこの場合に拡張すると、十分に解釈できます。

接着の電気理論

この理論の著者は、 デリャーギンと クロトフ. その後、同様の見解が展開された スキナー従業員と（アメリカ）。 Deryagin と Krotova は、2 つの誘電体または金属と誘電体が密接に接触したときに発生する接触帯電の現象に基づいて理論を構築しています。この理論の主な信条は、システム 接着剤基材コンデンサーと同一視され、2 つの異なる表面が接触したときに発生する二重電気層は、コンデンサープレートと同一視されます。接着剤が基板から剥がれるとき、または同じことであるが、コンデンサプレートが離されるとき、電位差が生じ、離れた面の間のギャップがある程度大きくなると、電位差が大きくなる。放電が発生します。この場合の付着仕事は、コンデンサのエネルギーと同等であり、式（CGSシステム）で決定できます。

Wa = 2πσ 2 時間/ε a

どこ σ - 電荷の表面密度; 時間 - 放電ギャップ（プレート間のギャップ厚）; ε a媒体の絶対誘電率です。

分離が遅いと、電荷はコンデンサのプレートから大部分が排出される時間があります。その結果、初期電荷の中和は表面のわずかな希釈で終了する時間があり、接着接合部の破壊に費やされる作業はほとんどありません。コンデンサのプレートが急速に膨張すると、電荷が排出される時間がなく、ガス放電が始まるまで高い初期密度が維持されます。これにより、反対の電荷の引力の作用が比較的大きな距離で打ち負かされるため、付着仕事の値が大きくなります。剥離中に形成された表面からの電荷除去の異なる性質 接着剤空気と 基質空気著者電気理論また、接着仕事の剥離率への特徴的な依存性を説明します。

接着接合部の剥離中の電気現象の可能性は、多くの事実によって示されます。

形成された表面の帯電;
なだれの剥離のいくつかのケースでの外観放電輝きとパチパチ音を伴います。
はく離が行われる媒体を交換したときの付着仕事の変化;
周囲のガスの圧力の増加とそのイオン化中の剥離作業の減少。これは、表面からの電荷の除去に寄与します。

最も直接的に確認されたのは、ポリマーフィルムを剥がしたときに観察される電子放出現象の発見でした。さまざまな表面. 放出された電子の速度の測定から計算された付着仕事の値は、実験結果と十分に一致しました。ただし、接着剤接合部の破壊中の電気的現象は、完全に乾燥したサンプルと高い剥離速度 (数十 cm/秒以上) でのみ現れることに注意してください。

接着の電気的理論は、ポリマー同士の接着の多くの場合には適用できません。

性質が類似しているポリマー間の接着結合の形成を十分に説明することはできません。実際、二重電気層は接触境界にのみ現れる可能性があります2 つの異なるポリマー。したがって、接着結合の強度は、接触するポリマーの性質が近づくにつれて低下するはずです。実際、これは観察されていません。
電気理論のアイデアのみに基づく非極性ポリマーは、ドナーになることができず、したがって電気二重層を形成できないため、強い結合を与えることができません。その間実際の結果これらの議論に反論します。
ゴムにカーボンブラックを充填すると、カーボンブラック充填混合物の高い導電率に貢献し、それらの間の接着が不可能になるはずです。しかしながら、これらの混合物の相互への接着だけでなく、金属への接着も非常に高いです。
加硫のためにゴムに導入された少量の硫黄の存在は、接触電位に対するそのような添加の影響が無視できるため、接着を変化させるべきではありません。実際には、 加硫後、接着力がなくなる.

付着の拡散理論

この理論によれば、提案された ヴォユツキーポリマー同士の接着を説明すると、自己接着と同様に、接着は分子間力によって決定され、鎖分子またはそのセグメントの拡散は、各システムの高分子の可能な限り最大の相互浸透を提供し、分子接触の増加に寄与します。ホールマークポリマー同士の接着の場合に特に適しているこの理論は、高分子の主な特徴から派生しているということです。 チェーン構造と 柔軟性. 原則として、接着剤分子のみが拡散する能力を持っていることに注意してください。しかしながら、接着剤が溶液として塗布され、ポリマー基材がこの溶液中で膨潤または溶解することができる場合、接着剤中への基材分子の顕著な拡散があるかもしれない。これらのプロセスは両方とも、相間の境界の消失と、あるポリマーから別のポリマーへの段階的な移行であるはんだ付けの形成につながります。したがって、 ポリマーの接着は三次元現象として考えられます.

また、非常に明白です。 あるポリマーから別のポリマーへの拡散溶解現象です。

ポリマーの相互溶解性、主にそれらの極性の比率によって決定される、接着にとって非常に重要であり、これはよく知られているデブロインの法則と完全に一致しています。ただし、いわゆる極性の結果として、極性が大きく異なる非相溶性ポリマー間に顕著な接着が観察されることもあります。局所拡散、または局所溶解。

極性ポリマー中の非極性ポリマーの局所溶解極性ポリマーの微細構造の不均一性によって説明できます。これは、十分な長さの極性領域と非極性領域を持つ鎖からなるポリマーが、異なるポリマーの混合物で発生するのと同様に、常に微細分離を受けるという事実の結果として生じます。極性が大きい。極性ポリマーでは、非極性領域の体積は通常、極性基の体積よりも大きいため、このような局所的な溶解は、炭化水素鎖が拡散する場合に発生する可能性があります。これは、無極性エラストマーは通常、極性高分子量基材に顕著な接着性を示すのに対し、極性エラストマーは無極性基材にはほとんど接着しないという事実を説明しています。非極性ポリマーの場合、局所的な拡散は、界面表面の特定の領域での拡散を排除する超分子構造の一方または両方のポリマーの存在による可能性があります。計算によると、基板への接着剤分子の浸透はわずか数十 nm (数 Å ）接着力を何倍にも高めます。前回 ドガドキンと クレズネフコンセプトは開発中です。それに従って、2つの小さな接触の界面にほぼ完全に相容れないポリマーは、それらの分子の末端セグメントの拡散を進める (部分拡散). この観点の理論的根拠は、ポリマーの相溶性は、ポリマーのモル質量が減少するにつれて増加するということです。さらに、強力な接着結合の形成は、バルク拡散による接触ゾーンでの分子鎖の絡み合いだけでなく、あるポリマーの分子が別のポリマーの表面上に拡散することによっても決定できます。接着が純粋な吸着相互作用による場合でも、接着分子の活性基が基材の活性部位に正確に適合することはないため、接着強度が限界値に達することはほとんどありません。しかし、時間の経過または接触温度の上昇に伴い、高分子の個々のセグメントの表面拡散の結果として、分子のスタッキングがより完全になると想定できます。その結果、接着剤の接着強度が増します。拡散理論によれば、接着結合の強さは、絡み合った高分子間に作用する通常の分子力によるものです。

ポリマーの接着は相互拡散では説明できない場合があり、吸着または電気的概念に頼らざるを得ません。これは、例えば、完全に相溶しないポリマーの接着、または非常に密な空間ネットワークを有する架橋ポリマーであるポリマー基材へのエラストマーの接着に適用されます。ただし、これらの場合、通常、接着力は低くなります。拡散理論は、接着剤の継ぎ目を形成するポリマー間の強力な遷移層の形成を提供するため、層間剥離の仕事と、接着剤と基板の間に作用する力を克服するために必要な仕事との間の不一致を簡単に説明できます。さらに、拡散理論は、ポリマーサンプルの速度の変化に伴うポリマーサンプルの強度の変化の説明と同じ原理に基づいて、接着仕事の層間剥離速度への依存性を説明することを可能にします。ストレッチが基本です。

接着の拡散理論の正しさを指摘する一般的な考察に加えて、それを支持する実験データがあります。これらには以下が含まれます：

へのプラスの影響 接着力とポリマーの自己接着接着剤と基材との間の接触の持続時間および温度を上昇させる。
、極性およびポリマーの減少による接着性の増加。
接着剤分子の短い側枝の含有量の減少などによる接着性の急激な増加。

ポリマーの接着または自己接着の増加を引き起こす要因の影響は、高分子の拡散能力への影響と完全に相関しています。

拡散理論の定量的テストの結果 ポリマー接着実験的に発見されたものと理論的に計算されたものとを比較することにより、接触時間とモルに対する接着接合部の剥離の仕事の依存性を比較することによって。ポリマーの質量は、自己接着結合の形成の拡散メカニズムの概念とよく一致することが判明しました。 2 つのポリマーの接触による高分子の拡散も、特に電子顕微鏡を使用した直接法によって実験的に証明されています。粘性流動状態または高弾性状態にある 2 つの相溶性ポリマー間の接触境界を観察すると、時間の経過とともに汚れ、温度が高くなるほど汚れることが示されました。値 拡散率ぼやけたゾーンの幅から計算されたポリマーは、非常に高いことが判明し、ポリマー間の接着結合の形成を説明することができました。

上記のすべては、ポリマー内の超分子構造の存在が、考慮中のプロセスおよび特性に実際には現れない場合の最も単純なケースを指します。ポリマーの場合、その挙動が超分子構造の存在によって大きく影響を受けるため、拡散は多くの特定の現象によって複雑になる可能性があります。別の層での超分子形成。

化学的相互作用による接着

多くの場合、接着は物理的なものではなく、ポリマー間の化学的相互作用によって説明できます。この場合、接着による正確な境界は物理的な力、および化学的相互作用の結果である接着は確立できません。そう信じるに足る理由がある化学結合活性官能基を含むほとんどすべてのポリマーの分子間、そのような分子と金属、ガラスなどの表面の間、特に後者が酸化膜または侵食生成物の層で覆われている場合に発生する可能性があります。ゴム分子には二重結合があることも考慮に入れる必要があります。特定の条件それらの化学的活動。

接着結合の形成または破壊における任意の特定のプロセスまたは現象の主な役割に基づいて検討された理論は、接着のさまざまなケースに適用できます。またはこの現象のさまざまな側面にさえ。それで、 分子理論接着力接着結合の形成の最終結果と、接着剤と基材の間に作用する力の性質のみを考慮します。 拡散理論、反対に、接着結合の形成の動力学のみを説明し、多かれ少なかれ相互に溶解するポリマーの接着にのみ有効です。の 電気理論接着接合部の破壊のプロセスを考慮することに主な注意が払われます。したがって、統一された理論を説明する 付着現象、いいえ、おそらくできません。さまざまな場合において、接着は、基材と接着剤の性質、および接着結合の形成条件の両方に応じて、さまざまなメカニズムによるものです。癒着の多くのケースは、2 つ以上の要因の作用によって説明できます。

材料の接着特性を研究します。接着 - 接着とは何か、塗料やコンクリートにどのように影響するか。 接着力