Адгезия

Адге́зия (от лат. adhaesio — прилипание) в физике — сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел. Адгезия обусловлена межмолекулярными взаимодействиями (Ван-дер-Ваальсовыми, полярными, иногда — взаимной диффузией) в поверхностном слое и характеризуется удельной работой, необходимой для разделения поверхностей. В некоторых случаях адгезия может оказаться сильнее, чем когезия, то есть сцепление внутри однородного материала, в таких случаях при приложении разрывающего усилия происходит когезионный разрыв, то есть разрыв в объёме менее прочного из соприкасающихся материалов.

Частным случаем адгезии является аутогезия — связь между однородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. При аутогезии сохраняется граница раздела между телами; этим аутогезия отличается от когезии, относящейся к связи между частицами внутри тела в пределах одной фазы и характеризующей прочность конденсированных тел, то есть их способность противодействовать внешнему усилию.

Адгезия существенно влияет на природу трения соприкасающихся поверхностей: так, при взаимодействии поверхностей с низкой адгезией трение минимально. В качестве примера можно привести политетрафторэтилен (тефлон), который в силу низкого значения адгезии в сочетании с большинством материалов обладает низким коэффициентом трения. Некоторые вещества со слоистой кристаллической решёткой (графит, дисульфид молибдена), характеризующиеся одновременно низкими значениями адгезии и когезии, применяются в качестве твёрдых смазок.

Наиболее известные адгезионные эффекты — капиллярность, смачиваемость/несмачиваемость, поверхностное натяжение, мениск жидкости в узком капилляре, трение покоя двух абсолютно гладких поверхностей. Критерием адгезии в некоторых случаях может быть время отрыва слоя материала определенного размера от другого материала в ламинарном потоке жидкости.

Адгезия имеет место в процессах склеивания, пайки, сварки, нанесения покрытий. Адгезия матрицы и наполнителя композитов (композиционных материалов) является также одним из важнейших факторов, влияющих на их прочность.

В биологии клеточная адгезия — не просто соединение клеток между собой, а такое их соединение, которое приводит к формированию определённых правильных типов гистологических структур, специфичных для данных типов клеток. Специфичность клеточной адгезии определяется наличием на поверхности клеток белков клеточной адгезии — интегринов, кадгеринов и др. Например, адгезия тромбоцитов на базальной мембране и на коллагеновых волокнах повреждённой сосудистой стенки.

В антикоррозионной защите адгезия лакокрасочного материала к поверхности — наиболее важный параметр, влияющий на долговечность покрытия. Адгезия – прилипание лакокрасочного материала к окрашиваемой поверхности, одна из основных характеристик промышленных ЛКМ. Адгезия лакокрасочных материалов может иметь механическую, химическую или электромагнитную природу и измеряется силой отрыва лакокрасочного покрытия на единицу площади подложки. Хорошая адгезия лакокрасочного материала к окрашиваемой поверхности может быть обеспечена лишь при тщательной очистке поверхности от грязи, жира, ржавчины и прочих загрязнений. Также для обеспечения адгезии необходимо достичь заданной толщины покрытия, для чего используются толщиномеры мокрого слоя. Для оценки адгезии/когезии приняты и утверждены критерии.

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Диффузионная теория адгезии, разработанная С. С. Воюцким, объясняет адгезию как результат взаимного проникновения, или диффундирования, линейных макромолекул или их участков с образованием прочного переходного слоя на границе между клеем и склеиваемым веществом. По этой теории, применимой к склеиванию полимеров преимущественно линейного строения, чем больше гибкость макромолекул, тем больше их способность к взаимному проникновению, и чем ближе химическая природа склеиваемых полимеров, тем легче осуществляется взаимное проникновение. Наиболее характерным примером такого взаимного проникновения макромолекул является аутогезия (самослипание) полимеров линейного строения при нагревании или при нанесении на склеиваемые поверхности органического растворителя. Молекулы полимера диффундируют в раствор, а при соприкосновении поверхностей – взаиморастворяются. Связь, образующаяся в результате взаиморастворения, обладает значительной энергией, большей, чем энергия адсорбционных сил. Предполагают, что это обусловлено межмолекулярным взаимодействием, усиленным большим количеством контактов и отчасти механическим заклиниванием макромолекул или их участков, проникших в соседний полимер. Диффузионная теория раскрывает также зависимость работы адгезии от скорости отслаивания. Поскольку между прослойкой клея и склеиваемым веществом образуется переходный слой макромолекул, он подчиняется таким же закономерностям при разрушении, как и любой полимер, т. е. с увеличением скорости нагружения сопротивление разрушению также увеличивается.

Н. А. Алексеева, Технология склеивания изделий из композиционных материалов, 2014

Величиной угла ? оценивают лиофильность и лиофобность поверхностей по отношению к различным жидкостям. На лиофильной поверхности жидкость растекается, т. е. имеет место частичное (0° < ? < < 90°) или полное смачивание, на лиофобной поверхности растекания не происходит (? > 90°). Краевой угол зависит от соотношения сил сцепления молекул жидкости с молекулами или атомами смачиваемого тела (адгезии) и сил сцепления молекул жидкости между собой (когезии). Обратимую работу адгезии и когезии вычисляют, соответственно, по уравнениям:

Е. С. Мухачева, Коллоидная химия. Шпаргалка, 2009

«WEBAC 5611» также обладает хорошими адгезионными свойствами к старым битумным или смоляным покрытиям, если они находятся в хорошем состоянии, т. е. имеют хорошую адгезию и свободны от загрязнений. В районах с частой сменой замерзаний и оттаиваний конструкций необходимо создать дополнительную шероховатость изолируемых поверхностей щеткой или пескоструйным аппаратом для повышения адгезии. Перед применением «WEBAC 5611» тщательно перемешивается. Затем состав соединяется с цементом в соотношении 1:0,8 (по весу) вручную или с помощью медленно вращающегося миксера. Материал должен быть использован немедленно после смешивания, поскольку его вязкость возрастает с началом гидратации цемента. «WEBAC 5611» наносится кистью, валиком или распылением.

Людмила Зарубина, Гидроизоляция конструкций, зданий и сооружений, 2011

Исследовано снижение порога перколяции технического углерода в смесях несовместимых полимеров. Оно обусловлено локализацией технического углерода на границе раздела фаз между полимерами. Локальная концентрация технического углерода на границе раздела фаз определяется динамическим равновесием между количеством частиц технического углерода, удерживаемых на границе силами адгезии к ней, и отрываемых от нее силами сдвига. Предложено математическое выражение условия локализации технического углерода на границе.

Коллектив авторов, 100-летию академика П.А. Кирпичникова. Научная сессия (5-8 февраля 2013 г.), 2013

1) простой контакт – 15–20 нм (связь осуществляется за счет соприкосновения макромолекул гликокаликсов). Простые контакты занимают наиболее обширные участки соприкасающихся клеток. При помощи простых контактов осуществляется слабая связь – адгезия, не препятствующая транспортированию веществ в межклеточные пространства. Разновидностью простого контакта является контакт типа замка, когда плазмолеммы соседних клеток вместе с участками цитоплазмы как бы впячиваются друг в друга, чем достигается увеличение площади соприкасающихся поверхностей и более прочная механическая связь;

Аурика Луковкина, Полный курс за 3 дня. Гистология, 2009

АДГЕЗИВЫ – вещества, усиливающие или создающие адгезию. Одни из них представляют собой густые жидкости или гели и используются для фиксации облицовки к поверхности металла или зубных тканей. Они ещё называются связующими веществами. Другие, порошки или пасты, наносятся на внутреннюю поверхность базисов съемных протезов, усиливая фиксацию последних.

Айрапетян А. Т., Краткий медицинский терминологический словарь, 2010

Для грунтования деталей можно использовать серию грунтов 901–907. Они отличаются только цветом: 901R – белый, а 907R – черный. Кроме того, они сочетают в себе свойства адгезионного и основного грунтов. С одной стороны, имеют отличную адгезию ко всем пластикам, включая PP, PP/EPDM (их адгезия даже выше, чем адгезия стандартных заводских грунтов), а с другой – могут наноситься слоем толщиной до 30 мкм, перекрывая ремонтный участок, и шлифоваться «мокрым способом» (шлифовальной бумагой Р800-1000) через 2 ч воздушной сушки или через 30 мин сушки при 60 °C.

Громаковский А. А., Техобслуживание и уход за автомобилем. Как сделать, чтобы машина жила долго, 2009

– механическая стойкость, которая зависит от адгезии (степени прилипания) красочного состава;

Серикова Г. А., Современные отделочные материалы. Виды, свойства, применение, 2011

Первое направление связано с использованием материалов, способных осуществлять укрепление в достаточно тонком слое, как правило, не проникая вглубь штукатурного грунта. К ним, в первую очередь, следует отнести пленкообразующие материалы на основе высокомолекулярных соединений с высокой клеящей способностью и хорошей адгезией к пористой подложке. Это, например, природные клеи растительного происхождения (камеди, отвары злаковых растений), составы на основе куриного желтка и др.

Коллектив авторов, Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 2, 2008

Эксплуатационные качества лакокрасочных покрытий должны обладать рядом физико-механических свойств: адгезией с древесиной, твердостью, тепло-, свето– и водостойкостью. Эти свойства имеют существенное значение в условиях эксплуатации изделий. Они определяются качеством лакокрасочных материалов, условиями нанесения их и сушки покрытий.

Мельников И. В., Столяр-плотник. Виды отделок, 2012

1. Дисперсионный клей АДМ-К представляет собой густую массу, которая обладает рядом положительных характеристик, поскольку она пожаробезопасная, нетоксичная и влагоустойчивая. Цвет смеси серый. Материал является экологически чистым, так как производится на водной основе. Характеризуется высокой адгезией к основанию (6-8 Н/мм2). Не рекомендуется применять для укладки паркета из чувствительной к воде древесины (например, из бука). Паркет, уложенный на дисперсионный клей, шлифуют не ранее чем через 1-2 недели, в течение которых он должен окончательно высохнуть. В эту группу входят М2А-720 (клей на основе искусственных смол, в составе практически нет растворителей, совмещается с грунтовкой «Штауфф 170») и UZIN МК-80 S (растворитель в составе отсутствует, предназначается для штучного, мозаичного паркета и паркетной доски).

Работы с полами. Паркет, плитка, ламинат, линолеум, 2011

Внимательно изучая строение клетки, следует отличать слизь, покрывающую клетку, от капсулы. Слизь в отличие от макрокапсулы, как правило, не имеет четких внешних границ и представляет собой мукоидные экзополисахариды, которые участвуют в адгезии, или прилипании к субстратам. Известно, что экзополисахариды синтезируются самими бактериями путем секреции их компонентов или синтезируются при действии внеклеточных ферментов на дисахариды.

Луковкина Аурика, Полный курс за 3 дня. Микробиология, 2009

Частицы шунгита, независимо от их размерности, обладает биполярными свойствами. Следствием этого является высокая адгезия и способность шунгита смешиваться без исключения со всеми веществами.

Шунгит, 2013

Полистирольные смолы – продукты полимеризации стирола. Полистирол обладает малой адгезией, образует хрупкие пленки, растворяется в ограниченном числе растворителей, поэтому полистирольные лаки в чистом виде используют редко. Большее применение нашли сополимеры стирола с другими пленкообразователями. Сополимеризацией стирола и дивинила (бутадиена) получают дивинилстирольные каучуки. Латексы (водные эмульсии) таких каучуков применяют для приготовления водоэмульсионных растворов (красок), используемых в строительстве для внутренних работ по штукатурке, древесине и т. п. Эти краски обладают высоким содержанием сухого остатка (свыше 50%), сохнут при температуре 18-20°С около 6 ч и образуют покрытия, прочные к истиранию и действию химических веществ.

Мельников И. В., Деревообработка. Лакокрасочные материалы, 2012

Пенополиуретан – органический рулонный или жидкий утеплитель, применяемый для устройства теплоизоляции коммуникационных труб, стен, оконных и дверных проемов. Рулонный материал состоит из каркаса и заполняющей его ячеистой структуры на основе термореактивной пластмассы, жидкий возможно напылять на поверхность (при необходимости – армированную) только с помощью специального оборудования. Достоинства пенополиуретана – механическая прочность, очень низкая теплопроводность, химическая стойкость, биостойкость, экологическая безопасность, высокая адгезия к материалу; основной недостаток – горючесть.

Колосов Е. В., Утепление и гидроизоляция своими руками, 2017

Известковый раствор используют для строительства душа и туалета и внутренних штукатурных работ, поскольку это раствор низкой марки. В работе он не со здает проблем, поскольку характеризуется удобоукладываемостью и хорошей адгезией.

Доброва Е. В., Практичный летний душ и туалет на даче, 2012

В субэндотелиальном слое преобладают стимуляторы гемостаза, среди которых наиболее мощным агентом является коллаген, стимулирующий как прилипание тромбоцитов, так и внутренний механизм свертывания крови (активацию фактора XII). В субэндотелии содержатся и антитромботические активности. Для примера: гладкомышечные клетки, как и эндотелиальные, способны образовывать простациклин. Кроме того, они вырабатывают протеогликаны и среди них мощные ингибиторы свертывания крови и адгезии тромбоцитов. Коллаген реализует запуск не только свертывания крови, но и фибринолитической системы.

Дроздов А. А., Заболевания крови, 2008

Ворсинки (пили, фимбрии) – это тонкие белковые выросты на поверхности клеточной стенки. Функционально они различны. Различают комон-пили и секс-пили. Комон-пили отвечают за адгезию бактерий на поверхности клеток макроорганизма. Они характерны для грамположительных бактерий. Секс-пили обеспечивают контакт между мужскими и женскими бактериальными клетками в процессе конъюгации. Через них идет обмен генетической информацией от донора к реципиенту. Донор – мужская клетка – обладает секс-пили. Женская клетка – реципиент – не имеет секc-пили. Белок секс-пили колируется генами F-плазмиды.

Ткаченко К. В., Микробиология: конспект лекций, -1

Подмазочные пасты необходимы для заделки мелких выбоин, неровностей и трещин на отделываемых поверхностях. Они отличаются от шпатлевок тем, что не дают усадки и обладают повышенной адгезией. При окрашивании известковыми составами применяют гипсомеловую подмазочную пасту, состоящую из гипса, мела и водно-клеевого раствора; при клеевом окрашивании используют подмазку – смесь раствора животного клея, квасцовой или купоросной грунтовки, а также смесь гипса и мела. Кроме того применяют масляную, состоящую из мела, воды, животного клея и олифы, и лаковую подмазку, состоящую из шпаклевочного лака, мела, животного клея и воды.

Долгих А. И., Отделочные работы, 2013

В ответ на агрессию микроорганизмов организм активизирует защитные механизмы, способствующие уменьшению адгезии бактерий и минимизирующие колонизацию микроорганизмов в зубодесневой области. К механизмам, противодействующим микробной агрессии, относятся:

Цимбалистов А. В., Комплексное лечение генерализованного пародонтита тяжелой степени с применением депульпирования зубов, 2008

Грунтовки применяют для проклеивания древесины и обеспечения лучшей адгезии последующих слоев при полировании шеллачной политурой. Чаще всего для этого используют шеллачный лак, светлые нитроцеллюлозные лаки, а также натуральную олифу. Для грунтования поверхностей под масляные и эмалевые покрытия используют олифу или клеевые растворы.

Мебель своими руками, 2013