Свободная поверхностная энергия твердых тел

Когезионная прочность твердых тел обусловлена влиянием сильных связей, к которым относятся металлические, ионные и ковалентные, и в меньшей степени зависит от взаимодействий типа LW. Из этого следует, что понятие поверхностного натяжения не имеет смыс­ла для твердых тел.

Речь может идти о свободной поверхностной энергии и ее состав­ляющих. В твердых телах отсутствует необходимая подвиж­ность групп на поверхности и имеет место только взаимодействие с молекулами газа или жидкости, находящимися на поверхности твер­дого тела.

Другое существенное отличие твердого тела от жидкости состоит в невозможности постоянного обновления поверхности. В результате взаимодействий с окружающей средой происходит «загрязнение» поверхности твердого тела. Этот процесс происходит тем быстрее, чем больше величина поверхностной энергии. Следовательно, конкрет­ное значение поверхностной энергии твердого тела зависит от вре­мени и от места его нахождения. Как видно величина уменьшается, двигаясь к «стабилизированному» пределу, характер­ному для данной поверхности в конкретных условиях.

Из всего выше сказанного следует, что нужно с большой осторож­ностью относиться к данным по свободной энергии поверхности твер­дых тел. Им можно доверять только в том случае, если известна ди­намика изменения (т.е. мы знаем зависимость). В практике склеивания поверхность твердых тел перед нанесением клея зашкуривают. Следует помнить, что чем активнее поверхность, т.е. чем выше ее свободная энергия, тем быстрее она будет изменять свои свойства после зашкуривания. Из этого также следует, что все харак­теристики твердого тела, повышающие его смачиваемость, необхо­димо изменять только непосредственно перед нанесением клея.

Особый случай для линейных полимеров или с разветвленной цепью. Как и у жидкостей, когезионная прочность полимеров определяется взаимодействием типа LW и АВ, а также за счет взаимодействия фун­кциональных групп. Можно предположить, что у полимеров значения величин свободной поверхностной энергии и поверхностного натяжения будут аналогичны жидкостям, и поэтому возможно при­менение тех же уравнений Возможно классифицировать полимеры по величинам их поверхнос­тного натяжении, но при этом следует помнить, что полимеры, как правило, являются не «чистыми телами», а представляют собой сме­си, и поэтому величина поверхностного натяжения для одного и того же полимера может изменяться в широком диапазоне. Следует также учитывать, что вязкость полимерных материалов очень высока и об­новление поверхности происходит очень медленно, т.е. полимеры по­степенно создают свою поверхность в зависимости от окружающей среды. Этот приводит к тому, что в одних условиях материалы явля­ются неполярными, а в других — полярными.

«Сиюминутные» значения поверхностного натяжения являются су­щественными, но не очень полезными, поскольку на основании этих данных нельзя прогнозировать свойства полимерных материалов.

Для сетчатых полимеров когезионная прочность не зависит от межмолекулярных связей и определяется другими факторами. Рас­смотрим основные уравнения между работой когезии и адгезии и поверхностным натяжением.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.