Основы молекулярной теории адгезии. Силы молекулярного взаимодействия

Весь комплекс адгезионных явлений есть результат проявления молекулярного взаимодействия. Поэтому, более подробное ознакомление с проблемами адгезии следует начинать с анализа сил молекулярного взаимодействия.

В случае адгезии полимеров чаще всего имеет место взаимодействие электрически нейтральных объектов, при котором возникают разновидности ван-дер-ваальсовых сил. Различают ориентационные (дебаевские), индукционные (кеезомовские) и дисперсионные (лондоновские) силы. Ориентационные и индукционные силы возникают при взаимодействии полярных молекул и могут рассматриваться в рамках классической электростатики. Дисперсионные силы обусловлены взаимодействием мгновенных дипольных моментов, вызванных флуктуациями электронной плотности.

Одним из наиболее широко распространенных видов межмолекулярного взаимодействия является донорно-акцепторное взаимодействие [3]. Представление о межмолекулярном донорно-акцепторном взаимодействии базируется на понятии о молекулярных орбиталях.

При рассмотрении сил, возникающих в системе адгезив- субстрат, необходимо учитывать, что во взаимодействии участвуют не изолированные атомы или молекулы, а конденсированные фазы. Несмотря на малый радиус действия молекулярных сил между двумя частицами, роль этих сил возрастает, когда во взаимодействие вступают конденсированные тела. Теоретические расчеты и прямые эксперименты, подтвердившие наличие значительных межмолекулярных сил, сравнительно медленно убывающих с расстоянием, играют огромную роль в понимании механизма многих поверхностных явлений, в том числе и адгезии. Имеются многочисленные свидетельства того, что молекулярное поле твердой поверхности не ограничивается расстоянием в несколько Ао, а простирается значительно дальше. Поэтому есть все основания говорить о трехмерных аспектах поверхностных явлений [4], о влиянии твердой поверхности на структуру и свойства прилегающих слоев второй фазы и других проявлениях “пристенного эффекта”, вызванного дальнодействием поверхностных молекулярных сил. Эффекты дальнодействия, в случае полярных адгезивов и покрытий проявляются особенно четко благодаря особенностям структуры этих материалов – наличию крупных надмолекулярных образований.