Adesão física o que consiste e exemplos

O Adesão física É a união entre duas ou mais superfícies do mesmo material ou de material diferente quando eles entram em contato. É produzido pela força da atração de van der Waals e pelas interações eletrostáticas que existem entre as moléculas e os átomos dos materiais.

As forças de van der Waals estão presentes em todos os materiais, são atraentes e são originárias de interações atômicas e moleculares. As forças de van der Waals são devidas a dipolos induzidos ou permanentes criados nas moléculas pelos campos elétricos das moléculas vizinhas; ou pelo instantâneo de elétrons ao redor dos núcleos atômicos.

Três M&M são colados [por Fletcherjcm (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/arquivo: m%26m%27s_ (2559890506).Jpg)]

As interações eletrostáticas são baseadas na formação de uma camada elétrica dupla quando dois materiais entram em contato. Essa interação produz uma força de atração eletrostática entre os dois materiais, trocando elétrons, chamado força de Coulomb.

A adesão física faz com que o líquido siga a superfície na qual repousa. Por exemplo, quando a água é colocada em um copo, um filme fino e uniforme é formado na superfície devido às forças de adesão entre água e vidro. Essas forças agem entre moléculas de vidro e moléculas de água e mantêm a água na superfície do vidro.

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O que é adesão física?

A adesão física é de propriedade superficial dos materiais que lhes permitem ficar unidos por estar em contato. Está diretamente relacionado à energia livre superficial (ΔE) No caso de sólida - adesão líquida.

No caso de adesão líquida - líquido ou líquido - gás, a energia livre de superfície é chamada de tensão interfacial ou superficial.

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A energia livre de superfície é a energia necessária para gerar uma unidade de área de superfície do material. A partir da energia livre superficial de dois materiais, o trabalho de adesão (adesão) pode ser calculado.

O trabalho de adesão é definido como a quantidade de energia fornecida a um sistema para quebrar a interface e criar duas novas superfícies.

Quanto maior o trabalho de adesão, maior a resistência à separação das duas superfícies. O trabalho de adesão mede a força de atração entre dois materiais diferentes, em contato.

Equações

A energia livre de energia de dois materiais, 1 e 2, é igual à diferença entre energia livre após a separação (γ_final) e energia livre antes da separação (γ_inicial).

ΔE = W₁₂ = γ_final - γ_inicial = γ₁ + γ₂ - γ₁₂          [1]

γ₁ = Energia livre de superfície do material 1

γ₂ = Energia livre de superfície do material 2

A quantidade C₁₂ É o trabalho de adesão que mede a força de adesão dos materiais.

γ₁₂ = energia livre interfacial

Quando a adesão está entre um material sólido e um material líquido, o trabalho de adesão é:

C_Sl = γ_S + γ_Lv - γ_Sl          [2]

γ_S = Energia livre de superfície do sólido em equilíbrio com seu próprio vapor

γ_Lv= Energia livre de superfície em equilíbrio de vapor

C_Sl = Trabalho de adesão entre material sólido e líquido

γ₁₂ = energia livre interfacial

A equação [2] é escrita com base na pressão de equilíbrio (π_equilíbrio) que mede a força por unidade de comprimento das moléculas adsorvidas na interface.

π_equilíbrio = γ_S - γ_Sv          [3]

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γ_Sv= Energia livre de superfície do sólido em equilíbrio com vapor

C_Sl = π_equilíbrio + γ_Sv + γ_Lv - γ_Sl          [4]

Ao substituir γ_Sv - γ_Sl =   γ_Lv cos θ_C Na equação [4] é obtida

      C_Sl = π_equilíbrio + γ_Sl(1+cos θ_C )        [5]

θ_C É o ângulo de contato em equilíbrio entre uma superfície sólida, uma gota de líquido e vapor.

Ângulo de contato com três fases, líquido e sólido gasoso. [Por Joris Gillis ~ Commonswiki (https: // Commons.Wikimedia.org/wiki/arquivo: contact_angle.Svg)]]

A equação [5] mede o trabalho de adesão entre uma superfície sólida e uma superfície líquida devido à força de adesão entre as moléculas de ambas as superfícies.

Exemplos

Adesão dos pneus

A adesão física é uma característica importante da avaliação da eficiência e segurança dos pneus. Sem boa adesão, os pneus não podem acelerar ou parar o veículo ou serem direcionados de um lugar para outro, e a segurança do motorista pode ser comprometida.

A adesão dos pneus é devida à força de atrito entre a superfície do pneu e a superfície do pavimento. Alta segurança e eficiência dependerão da adesão de diferentes superfícies, tanto ásperas quanto escorregadias, e em diferentes condições atmosféricas.

Por esse motivo.

Adesão de placas de vidro polido

Por contato.

As moléculas de água se ligam às moléculas da placa superior e também aderem à placa inferior, impedindo que ambas as placas separem.

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As moléculas de água têm forte coesão entre si, mas também manifestam uma forte adesão com moléculas de vidro devido a forças intermoleculares.

Aderência de duas placas com um líquido [de Emmanuelle Rio SLR (https: // commons.Wikimedia.org/wiki/arquivo: adesionncapillaire.Jpg)]

Adesão dental

Um exemplo de adesão física é uma placa dentária presa a um dente que geralmente é colocado em tratamentos dentários restauradores. A adesão é manifestada na interface entre o material adesivo e a estrutura dentária.

A eficiência na colocação de esmaltes e dentinas nos tecidos dentários e na incorporação de estruturas artificiais, como cerâmica e polímeros que substituem a estrutura dentária, dependerá do grau de adesão dos materiais utilizados.

Adesão de cimento com estruturas

Uma boa adesão física do cimento a tijolos, alvenarias, estruturas de pedra ou aço se manifesta em alta capacidade de absorver a energia proveniente de esforços normais e tangenciais à superfície que conecta o cimento às estruturas, isto é, em um alto Capacidade de suportar cargas.

Para obter uma boa adesão, na união do cimento com a estrutura, é necessário que a superfície em que o cimento seja colocada tenha absorção suficiente e que a superfície seja áspera o suficiente. A falta de adesão se traduz em fissuras e desapego do material aderido.

Referências

1. Leia, L H. Fundamentos da adesão. Nova York: Plenium Press, 1991, páginas. 1-150.
2. Pocius, um V. Adesivos, Capítulo27. [AUT. Livro] Je Mark. Propriedades físicas do manual de polímeros. Nova York: Springer, 2007, páginas. 479-486.
3. Isralachvili, J n. Forças intermoleculares e de superfície. San Diego, CA: Academic Press, 1992.
4. Relação entre adesão e forças de atrito. Isralachvili, J n, Chen, você-pulmão e Yoshizawa, H. 11, 1994, Journal of Adhesion Science and Technology, vol. 8, p. 1231-1249.
5. Princípios da química colóide e de superfície. Hiemenz, P C e Rajagopalan, R. Nova York: Marcel Dekker, Inc. , 1997.