Cтраница 2
В этом случае более соответствует экспериментальным фактам электрическая теория адгезии / 58 /, которая позволяет следующим образом объяснять механизм процесса. Согласно этой теории, при тесном соприкосновений диэлектрика, каковым являются парафиновые дисперсные частицы, и кристаллического атомного тела, благодаря разности давлений электронного газа, часть электронов подложки переходит в парафиновую частицу, образуя двойной электрический слой между поверхностями. В результате парафиновые частицы заряжаются отрицательно, а металлическая поверхность подложки приобретает положительный заряд. [16]
Далее, неполярные полимеры, если исходить только из представлений электрической теории адгезии, не могут давать прочной связи, так как они не способны являться донорами электронов и, следовательно, не могут образовывать двойной электрический слой. [17]
Хотя роль двойных электрических слоев в создании прочных адгезионных соединений, несомненно, преувеличена [9], заслугой создателей электрической теории адгезии является систематическое изучение электрических явлений, сопровождающих разрушение адгезионных соединений. Именно электрическая теория адгезии в свое время привлекла внимание к электрическим явлениям, чем стимулировала развитие исследований в этой области и углубление представлений о механизме разрушения адгезионных соединений. [18]
Учитывая успехи, достигнутые при изучении электрических явлений, сопровождающих разрушение гомогенных монолитных тел, следует признать, что именно электрическая теория адгезии привела к систематическому исследованию электрических процессов, сопровождающих разрушение адгезионных соединений. [19]
В большинстве случаев на практике полимерные композиционные материалы работают в условиях, далеких от разрушения и расслоения, к которым может быть применена электрическая теория адгезии. [20]
По представлениям авторов, электрической теории аномально высокие значения работы отрыва, зависимость работы отрыва от скорости, электрический разряд, происходящий в промежутке между разделенными поверхностями, остаточный заряд на поверхностях после разрушения, эмиссия электронов, наблюдаемая при отрыве в вакууме, корреляция между интенсивностью упомянутых электрических явлений и адгезионной прочностью - однозначно свидетельствуют о справедливости электрической теории адгезии. [21]
В основе электрической теории адгезии [18-21, 29, 39] лежит представление о двойном электрическом слое, образующемся при тесном контакте двух поверхностей. Электрическая теория адгезии учитывает также и роль молекулярного взаимодействия в явлениях адгезии. Адсорбционные процессы считаются важными лишь постольку, поскольку в результате их протекания возникает перераспределение электронов на границе раздела, приводящее к образованию двойного электрического слоя. Если в контакте находятся полимер и металл, то последний всегда является донором электронов. В связи с этим граничные слои металла обедняются электронами, а граничные слои полимера ими обогащаются, что приводит к возникновению двойного электрического слоя. При отрыве поверхность металла оказывается заряженной положительно, поверхность же полимера - отрицательно. Отрицательный заряд обусловлен избытком электронов на поверхности полимера. [22]
Хотя роль двойных электрических слоев в создании прочных адгезионных соединений, несомненно, преувеличена [9], заслугой создателей электрической теории адгезии является систематическое изучение электрических явлений, сопровождающих разрушение адгезионных соединений. Именно электрическая теория адгезии в свое время привлекла внимание к электрическим явлениям, чем стимулировала развитие исследований в этой области и углубление представлений о механизме разрушения адгезионных соединений. [23]
Ряд выводов этой работы подтверждается экспериментальными фактами: зависимостью работы адгезии от скорости отслаивания; повышением сопротивления отслаиванию в вакууме вследствие более высокого потенциала разряда; разницей между значениями адгезии, полученными при отслаивании в атмосфере аргона, и значениями адгезии, полученными на воздухе, поскольку эти газы имеют различные кривые Пашена для разрядного потенциала. Наиболее прямым подтверждением электрической теории адгезии является электронная эмиссия, обнаруженная Н. А. Кротовой и В. В. Карасевым [39] при отрыве пленок полимеров от различных поверхностей. Центры эмиссии возникали в результате отрыва отдельных участков полимерной пленки; с увеличением скорости отрыва интенсивность эмиссии возрастала. [24]
Действительно, в приведенных двух случаях адгезии полимеров к полимерам электрические силы играют незначительную роль, а наибольшую роль должны играть межмолекулярные силы. Это отнюдь не является аргументом против электрической теории адгезии, так как она не универсальна, на что указывает ля сам автор этой теории8, предлагающий рассматривать меха - яизм адгезии конкретно, в каждом отдельном случае. [25]
Это такая напряженность поля, при которой в случав металлических электродов должна происходить автоэлектронная ( холодная) эмиссия электронов. Эти опыты являются наиболее прямым подтверждением электрической теории адгезии, разработанной Де-рягиным. [26]
Несмотря на то что процессам адгезии в мировой и советской литературе посвящено очень большое число работ [3-14], истинный механизм адгезии с молекулярной точки зрения изучен еще недостаточно. Электрическая теория адгезии [3, 4] рассматривает электрические явления, возникающие при отслаивании адгезии от подложки, но не объясняет и не может объяснить самой адгезии, ибо электрические явления возникают в процессе расслоения, а адгезия нас интересует в условиях, когда адгезионная связь не нарушена. Диффузионная теория адгезии [14] применима практически только для случая адгезии полимеров друг к другу. Обладая рядом ограничений, присущих любой теории, с физической точки зрения адсорбционная теория является наиболее обоснованной. Однако развитие этой теории тормозится из-за недостаточной разработанности теории адсорбции макромолекул на твердых поверхностях. [27]
Несмотря на то что в литературе исследованию адгезии посвящено очень большое число работ, механизм адгезии на молекулярном уровне изучен еще недостаточно. Существующие и развивающиеся теории зачастую имеют частный характер. Так, электрическая теория адгезии [12] рассматривает явления протекающие при отслаивании адгезива от подложки, но не объясняет и не может объяснить самой адгезии. Диффузионная теория адгезии [34] применима практически только для случая адгезии полимеров друг к другу. Эта теория, хотя и имеет ряд ограничений, физически наиболее обоснованна. [28]
При оценке роли двойного электрического слоя на границе двух аморфных тел, обусловленного донорно-акцепторной связью, авторы теории исходят из того, что поверхностный слой одного из контактирующих тел насыщен донорными, а другой - акцепторными молекулами или функциональными группами. Двойной слой образуется в том случае, когда при его формировании уменьшается свободная энергия системы. Эти положения сближают электрическую теорию адгезии с молекулярной ( вспомним правило полярности) и термодинамической. Вейк [179], критикуя электрическую теорию, в частности отмечает, что природа возникновения зарядов на поверхности полимеров остается невыясненной. [29]
На то, что при расслаивании адгезионных соединений могут происходить электрические явления, указывает ряд фактов: обнаруживаемая с помощью электроскопа электризация образовавшихся поверхностей; появление в некоторых случаях расслаивания лавинного электрического разряда, сопровождающегося свечением и характерным треском; изменение работы адгезии при замене среды, в которой производится расслаивание; уменьшение работы расслаивания при повышении давления окружающего газа и при действии ионизирующих излучений, что способствует удалению заряда с поверхности. Это в значительной мере препятствует приложению электрической теории для объяснения всех случаев адгезии. Есть и другие соображения, ограничивающие применимость электрической теории адгезии. [30]