3.3.2. Kohezja i adhezja 3.3.3. Napięcie powierzchniowe i zwilżalność
advertisement
54 Fizyczne i chemiczne podstawy procesów technologicznych wypływowego Forda nr 4, mierząc czas wypłynięcia znormalizowanej ilości cieczy o małej gęstości lub czas opadania znormalizowanej kulki w rurce (wiskozymetrze) wypełnionej cieczą o dużej gęstości (rys. 3-6). W praktyce zawodowej posadzkarza lepkość dotyczy konsystencji klejów. Lepkość cieczy zmniejsza się pod wpływem wyższej temperatury i może być regulowana dodatkiem odpowiedniego rozcieńczalnika. Nie zaleca się jednak tego, ponieważ zmiana lepkości materiału będzie miała negatywny wpływ na jakość spoiny lub powłoki. 3.3.2. Kohezja i adhezja Kohezją (spójnością) nazywa się zjawisko wzajemnego przyciągania cząsteczek, które powoduje utrzymywanie się materiału w określonym stanie. Siły te są bardzo małe, ale ze względu na wielką liczbę cząsteczek, suma tych sił może być bardzo duża. Im większe są siły kohezji, tym szczelniej przylegają do siebie cząsteczki materiału. W wyniku zmniejszania się tych sił, substancja zmienia stan skupienia ze stałego na ciekły lub gazowy (rys. 3-7). Omawiane właściwości mają szczególne znaczenie przy wykonywaniu czynności technologicznych związanych ze stosowaniem szpachlówek, klejów lub innych materiałów powłokowych (rys. 3-8). Właściwości robocze materiału, to jest łatwość nakładania go za pomocą szpachli czy pędzla, utrzymywanie się go na powierzchni pędzla bez spływania, podatność na wygładzanie, w znacznej mierze zależą od właściwego dobrania sił kohezji i adhezji materiału przez jego producenta. Dlatego, w instrukcjach stosowania często znajdują się zakazy ingerencji w strukturę tego materiału, np. przez rozcieńczanie. Siły kohezji są odpowiedzialne za rozlewność świeżej powłoki i wytrzymałość powłoki stwardniałej. Siły adhezji odpowiadają za należytą przyczepność kleju do wykładziny i podkładu. 3.3.3. Napięcie powierzchniowe i zwilżalność Adhezją (przyczepnością) nazywamy zjawisko łączenia się powierzchniowych warstw dwóch różnych materiałów, doprowadzonych do zetknięcia, wskutek przyciągania międzycząsteczkowego. Niektóre materiały wykazują taką właściwość – skłonność przylegania do innych materiałów. Siły adhezji między cieczą a ściankami naczynia, w którym się ona znajduje, w znacznym stopniu zależą od napięcia powierzchniowego cieczy, które wywołują siły działające na powierzchni cieczy, dążące do zmniejszenia pola tej powierzchni. Ciecze wykazujące duże siły kohezji między cząsteczkami, np. woda, olej, mają również Właściwości fizyczne materiałów duże napięcie powierzchniowe, natomiast małą zwilżalność. Natomiast ciecze o małej kohezji, np. rozpuszczalnik organiczny, wykazują małe napięcie powierzchniowe, a dużą zdolność zwilżania powierzchni ciała stałego. Można to potwierdzić prostym doświadczeniem, umieszczając na powierzchni tafli szkła kroplę wody, oleju i rozpuszczalnika. Każda kropla zachowa się inaczej. Kropla wody pozostanie spłaszczoną kulką, kropla oleju ulegnie spłaszczeniu, podczas gdy podobnej wielkości kropla rozpuszczalnika rozleje się na znacznej powierzchni (rys. 3-9). Zdolność zwilżania odgrywa dużą rolę w technologii klejenia i w znacznej mierze warunkuje jakość wykonanej pracy. Należyte zwilżenie sklejanych powierzchni przez klej powoduje powstanie niezbędnych sił adhezji. Dlatego, przy produkcji klejów bierze się pod uwagę rodzaje materiałów powierzchni sklejanych i odpowiednio reguluje zdolność kleju do ich zwilżania. Napięcie powierzchniowe i siły adhezji powodują różne zachowanie się cieczy na styku ze ścianką naczynia. Tworzy się menisk (rys. 3-10). Jest on wklęsły, jeżeli ciecz wykazuje dobrą zwilżalność, posiada małe napięcie powierzchniowe, tzn. siły adhezji większe niż siły kohezji. Menisk wypukły powstaje w przypadku cieczy słabo zwilżalnej, o dużym napięciu powierzchniowym, to znaczy – siły kohezji są większe niż siły adhezji. 55 3.3.4. Kapilarność (włoskowatość) Szczególną formą współdziałania adhezji i kohezji jest zjawisko kapilarności. Występuje ono w cienkich rurkach i w zależności od zdolności zwilżania cieczy powoduje: podnoszenie się poziomu cieczy dobrze zwilżającej ścianki rurek w stosunku do poziomu cieczy w szerokim naczyniu połączonym (np. wody), a w odniesieniu do cieczy słabo zwilżającej (np. oleju), obniżanie się poziomu cieczy w rurce. Powodem tego zjawiska jest działanie na styku cieczy ze ścianką naczynia sił adhezji, które podnoszą poziom wody; tworzy się wówczas menisk wklęsły. W większym naczyniu – dzięki sile ciężkości – poziom wody będzie jedynie nieznacznie podniesiony. Jeżeli średnica naczynia ulegnie takiemu zmniejszeniu, że siły adhezji przy ściankach naczynia będą większe od siły ciężkości cieczy, poziom cieczy w rurce podniesie się. Poziom
