Page 80 - 130

81

Наведені рівняння мають велике практичне значення. З них випливає, що
для збільшення змочування потрібно збільшити роботу адгезії або зменшити
роботу когезії (поверхневий натяг) рідини, наприклад, введенням ПАР,
підвищенням температури. Органічні рідини мають низькі поверхневі натяги і
тому змочують більшість поверхонь різної природи. Так, вуглеводні, що мають
2
поверхневий натяг   17  28  10  3 Дж/м , змочують майже всі відомі тверді
тіла. Вода змочує тільки полярні речовини. Ртуть погано змочує або не змочує
більшість (особливо неметалевих) тіл.
Розрізняють декілька механізмів (і відповідно теорій адгезії) залежно від
природи взаємодіючих тіл і умов, при яких відбувається адгезія. Механічна
адгезія здійснюється шляхом затікання в пори і тріщини поверхні твердого тіла
рідкого адгезиву. Згідно з молекулярним (адсорбційним) механізмом адгезія
протікає завдяки молекулярним Ван-дер-Ваальсівським силам і водневим
зв’язкам. Для такої адгезії можна застосовувати правило подібності речовин за
полярністю:

Чим ближче за полярністю адгезив і субстрат, тим міцніший
контакт між ними.

Електрична теорія зв’язує адгезію з виникненням подвійного
електричного шару між адгезивом і субстратом. Дифузійний механізм
передбачає взаємне проникнення атомів і молекул в поверхневі шари
взаємодіючих фаз. Процес дифузії призводить неначе до розмивання межі
розділу фаз, взаємному їх розчиненню в місцях контакту.
Окремо розглядається хімічна взаємодія при адгезії. В конкретних умовах
один з механізмів може переважати, але в більшості випадків механізм адгезії
виявляється змішаним.
Теоретична оцінка адгезії в даний час дуже наближена, що пояснюється
не тільки недосконалістю рівнянь, за якими розраховуються сили
міжмолекулярних зв’язків, але й тим, що неможливо оцінити реальне число
зв’язків, які припадають на одиницю площі (воно завжди менше теоретичного,
що говорить про можливість збільшення міцності з’єднання). Крім того, важко
оцінити справжню площу контакту, яка іноді є набагато більшою від тієї, яку
спостерігають візуально, завдяки шорсткості поверхневого шару. Для
забезпечення міцності з’єднань шорсткість часто спеціально збільшують
спеціальною обробкою поверхні матеріалів.
Роботу адгезії та адгезійну міцність експериментально визначають при
безпосередньому руйнуванні з’єднань. Роботу адгезії можна визначити
непрямими методами, які є особливо зручними, якщо хоча б одна з
взаємодіючих фаз є рідиною, що дає можливість виміряти, наприклад, краєвий
кут змочування.

3.1.5.4 Капілярні явища
Капілярні явища пов’язані з викривленням поверхні рідини, що межує з
твердою стінкою, іншою рідиною або власною парою. На таких викривлених
рідинних поверхнях (з радіусом кривизни r) поверхневий натяг викликає