Понятие адгезии.
Адгезия (А) – это молекулярное притяжение поверхностей соприкасающихся тел. Если выразиться проще – это прилипание разнотвердых материалов друг к другу.
Существуют три основных вида А:
- Специфический – характеризуется молекулярным притяжением между соприкасающимися поверхностями;
- Механический – при котором А возникает в результате механического сцепления между клеем и поверхностью подложки;
- Эффективный – представляет собой оптимальное сцепление между клеем и поверхностью подложки за счет комбинированного эффекта специфической и механической адгезии.
В свою очередь каждый из видов подразделяется на физическую, химическую, дисперсионную, диффузионную и механическую адгезию.
В повседневной жизни встречается повсеместно. Это удержание слоя краски на окрашенном предмете, сцепление штукатурки с оштукатуренными элементами, герметизация различных швов, соединений и т. п. герметиками, удержание шпатлевки при выравнивании различных поверхностей.
Значение адгезии.
От уровня сцепления материалов между собой зависят многие факторы нашей жизни. Например, в строительстве штукатурные смеси с низкой А приведут к быстрому их осыпанию. В результате изменится не только внешний вид оштукатуренных поверхностей, но и возникнут проблемы со здоровьем окружающих (аллергия на пыль).
Примерно такая же картина свойственна величине адгезии лакокрасочных материалов. Отслоение краски от поверхности ухудшает эстетический вид окрашенных изделий, создает условия для их быстрого выхода из строя по причине создания благоприятных условий для гниения (дерево) или коррозии (металлы).
Причины плохой адгезии кроются в нарушении технологического процесса проведения защитных работ – не качественная подготовка поверхности (плохая очистка, нарушение процесса обезжиривания или отказ от него и др.), несовместимость компонентов ЛКМ, нарушение пропорций приготовления шпатлевок из сухих смесей и т. п.
Для повышения А используется множество различных способов. Например, в строительстве в материалы вводят пластификаторы, повышающие адгезию растворов, перед обработкой на поверхность наносится грунтовочный слой, проводится обезжиривание окрашиваемых элементов.
Общий вывод – хорошая адгезия является залогом продолжительной службы защитного покрытия.
Оценка адгезии.
Для выявления качества адгезии проводятся ее различные испытания. В качестве примера рассмотрим испытания адгезии в строительной отрасли.
Необходимость таких испытаний вызвана необходимостью определения надежности прилегания защитных слоев к стройматериалам. Конечный результат подобных испытаний позволяет выявить:
- Номинальную продолжительность срока службы защитного состава;
- Показатели влагостойкости;
- Уровень прилегания составов;
- Сопротивляемость разрушению под действием влаги.
Качество А определяется двумя основными методами – методом решетчатого надреза и методом отрыва.
В первом случае используется адгезиметр (специальный резак), наносящий параллельные надрезы. Образцом для испытания служит прямоугольная пластина без вмятин.
На образец наносятся перпендикулярные разрезы в виде решетки, достигающие подложки. На полученную решетку прикрепляется специальная клейкая лента. Затем она отрывается под прямым углом.
По площади отрыва (смещения) покрытия квадратов решетки судят о величине А испытываемых материалов.
Метод отрыва основан на определении усилия отрыва покрытия от подложки. Здесь используются электронные адгезиметры покрытий с встроенным измерительным устройством (динамометром).
При испытании рабочий цилиндр прибора приклеивается к образцу и при поступательном перпендикулярном направлении движения отделяет подложку (ЛКМ, слой раствора) от поверхности исследуемого элемента.
Требования к испытаниям адгезии определены соответствующими руководящими документами – ГОСТ 28574-2014 Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий, ГОСТ 32299-2013 Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва, ГОСТ 31149-2014 Определение адгезии методом решетчатого надреза и рядом других.
Рассмотрим требования ГОСТ 28574-2014 при определении адгезии лакокрасочных покрытий по силе отрыва на лабораторных образцах.
Образцы формуют по ГОСТ 10180-2012 размером 100*100*100 мм из бетона марки В30. На поверхность наносится лакокрасочное покрытие. После выдержки образцов в течение срока, предусмотренного ТУ на лакокрасочное покрытие наклеиваются металлические диски. Таким образом к испытаниям подготавливается пять образцов.
Аппаратура. Для проведения испытаний применяется адгезиметр с усилием отрыва не менее 5 МПа и приспособление для среза лакокрасочного покрытия около наклеенных металлических дисков.
Процесс испытания. Образцы фиксируются в адгезиметре. Металлические диски соединяются с захватами прибора, который производит нагружение со скоростью не более 1 МПа/с в течение от 30 до 90 с. в этом промежутке времени должен произойти отрыв металлического диска.
Величину силы отрыва определяют по измерительной шкале адгезиметра. Далее, используя полученные результаты замеров силы отрыва по специальным формулам высчитывается величина адгезии.
После окончания испытаний результаты оформляются протоколом, который содержит:
- Характеристики испытываемого материала;
- Метод испытания;
- Вид и размеры опытных образцов;
- Вид и характеристика клея;
- Условия испытания;
- Дату и место проведения испытаний;
- Результаты испытаний.
