GOST 28246-2017 „Nátěrové a lakovací materiály. Termíny a definice“ definuje přilnavost jako jev interakce na rozhraní mezi pevným povrchem a jinými materiály v důsledku mezimolekulárních sil. Zjednodušeně lze s jistou mírou nepřesnosti (pro lepší pochopení) říci, že adheze charakterizuje „přilnutí“ (přilnutí) nátěru k povrchu nebo „přilepení“ jednotlivých vrstev nátěrového systému k navzájem. Z kvantitativního hlediska se adheze měří pomocí adhezivní síly, což je síla, která musí být aplikována k oddělení povlaku od natřeného povrchu nebo k oddělení vrstev povlaku od sebe navzájem.
Přilnavost a soudržnost
Spolu s pojmem „přilnavost“ se v praxi používá i pojem „soudržnost“, který určuje pevnost jednotlivých vrstev tvořících nátěrový systém; Kohezní pevnost se měří silou, kterou je třeba vyvinout, aby se zničila konkrétní vrstva. Stejně jako přilnavost má soudržnost velký význam pro zajištění spolehlivosti celého systému: nátěr musí být pevný nejen na rozhraní mezi vrstvami a s podkladem, ale také uvnitř každé vrstvy. Soudržnosti vrstev je dosaženo správným zasycháním barev a laků, účinným větráním během nanášení a během schnutí, správným ředěním barvy, dodržením daného rozmezí tloušťky atd.
Je zřejmé, že povlak bude spolehlivý a odolný pouze tehdy, bude-li jeho přilnavost a soudržnost dostatečná, tzn. (Vraťme se ještě jednou k lidovému jazyku), když se vrstvy nátěrového systému k sobě dobře „přilepí“, celý systém dobře „přilne“ k lakovanému povrchu a každá jednotlivá vrstva bude odolná. Přilnavost a soudržnost jsou zodpovědné za to, že se povlak nezbortí, když je vystaven vnějšímu zatížení a vnitřnímu pnutí.
Podívejme se, jaké faktory ovlivňují zajištění dostatečné přilnavosti.
Smáčení a přilnavost
Fenomén tvorby adhezivních spojů je založen na jevu povrchového smáčení: pokud je povrch dobře smáčený kapalinou, pak existuje velká šance, že adheze bude dobrá; pokud je smáčení slabé, pak se adhezní spoje nevytvoří. Smáčení povrchu je zase ovlivněno povrchovým napětím samotného povrchu a kapaliny. Charakteristickým znakem smáčení je kontaktní úhel (viz obr. 1).
Obrázek 1. Typy smáčení (ϕ – kontaktní úhel)
Pro vysvětlení tohoto jevu si můžeme uvést příklad pánve s nepřilnavým (teflonovým) povlakem: pokud na takovou pánev nalijete olej, olej začne rychle tvořit kapičky a nerozteče se po celém povrchu pánev, tzn. nedochází k smáčení povrchu. Je to dáno tím, že teflon má velmi nízké povrchové napětí, a proto nedochází k roztírání oleje. Ze stejného důvodu se potravinářské produkty během procesu smažení nelepí na pánev – v našem jazyce produkty nevytvářejí přilnavost k povrchu pánve. Pokud bychom tedy chtěli natřít teflonovou pánev, dostali bychom se s největší pravděpodobností do podobné situace: povlak by měl špatnou přilnavost k teflonu a brzy by se oddělil od povrchu. Stejné úvahy lze vztáhnout na plasty, z nichž většina má stejně jako teflon nízké povrchové napětí, proto se k natírání teflonu, plastu a dalších podobných materiálů používají speciální povlaky.
Obrázek 2. Příklad špatného smáčení povrchu.
Fenomén smáčení a povrchového napětí se také využívá při vývoji barev s nízkou odolností vůči skvrnám a materiálů odolných vůči graffiti.
Konstrukční uhlíková ocel, na rozdíl od plastů a teflonu popsaných výše, je dobře smáčená většinou barev a laků, pokud jsou tyto barvy používány správně. Jsou-li však na povrchu oceli přítomny cizí látky, zejména znečištění olejem a tukem, pak se napětí znečištěného povrchu znatelně změní a přilnavost povlaku bude nízká. Pro spolehlivý provoz ochranného nátěru po celou dobu jeho životnosti je proto velmi důležitá správná příprava povrchu a zejména odmaštění.
Adhezní mechanismy
Existuje několik mechanismů pro vytváření adhezivních vazeb. Přísně vzato je tato problematika poměrně složitá a mnoho odborníků v oblasti adheze se domnívá, že přesné stanovení mechanismu adheze v každém konkrétním případě je nemožné. Všechny způsoby vytváření adheze lze však rozdělit do tří skupin: chemické, mechanické a další. Mezi další patří adhezivní vazby vytvořené van der Waalsovými silami, silami elektrostatického charakteru (Coulombův zákon) a dalšími silami, které se podílejí na tvorbě adheze, ale nemají významný vliv. Hlavní podíl na tvorbě adheze má molekulární (chemická) interakce a mechanická adheze – těm se budeme věnovat podrobněji.
Chemická adheze
Při chemickém vytváření adhezivních vazeb mezi podkladem a nátěrem barvy a laku dochází k molekulární interakci, v jejímž důsledku je zajištěna adheze nátěru k povrchu. U tohoto mechanismu pro vytváření adhezivních vazeb je nutné, aby interagující molekuly byly ve velmi těsné vzdálenosti od sebe (tato vzdálenost je úměrná průměru atomů). Tohoto uspořádání molekul se nejlépe dosáhne nanášením nátěrů metodou airless spray (ASP) z důvodu vysokého tlaku na výstupu z trysky barvy při lakování. Předpokládá se tedy, že metoda tryskání poskytuje nejlepší přilnavost povlaku. Při správném použití štětcem je přilnavost k podkladu také dostatečná, ale pokud použijete váleček na natírání hrubého podkladu, bude přilnavost nízká, protože barva nebude mít správný kontakt s povrchem v prohlubních profilu .
V případě uhlíkové oceli není vždy chemická reakce možná; Navíc ne všechny povlaky jsou ze své podstaty schopny chemicky reagovat s ocelí. Předpokládá se však, že čím lépe je ocelový povrch vyčištěn a čím je reaktivnější, tím lepší bude adheze. Z tohoto důvodu se doporučuje natírat ihned po dokončení přípravy povrchu, kdy je ocel v aktivním stavu a snadno vstupuje do chemických reakcí. Aktivní centra ocelového povrchu po vyčištění časem reagují s okolním vzduchem a dalšími látkami a oxidují – tím pádem bude povlak nanesený nějakou dobu po dokončení přípravy povrchu horší kvality.
Chemický mechanismus adheze se nejzřetelněji projevuje při vytváření adhezivních vazeb mezi vrstvami nátěrového systému. Při nanášení další vrstvy ve stanoveném časovém intervalu budou obě vrstvy tvořit jediný systém téměř výhradně díky chemické reakci. Nicméně v případě dvousložkových materiálů, pokud toto interval překrytí bude příliš velká, pak bude přilnavost vrstev slabá nebo zcela chybí, tzn. adheze mezivrstvy bude nízká. V tomto případě je třeba nedostatek chemické složky přilnavosti kompenzovat mechanicky, to znamená, že před nanesením další vrstvy je nutné na povrchu předchozí vytvořit drsnost (broušením nebo lehkým abrazivním otryskáním – tzv. -volal zametání).
Mechanická adheze
Mechanická adheze se vytváří v důsledku nerovností lakovaného povrchu, jejichž přítomnost umožňuje povlaku a povrchu přilnout do podmíněného zámku. Jak je známo, běžný povrch oceli není ideálně hladký povrch, což vytváří primární předpoklady pro vytvoření adheze. Z tohoto hlediska je nejlepší přípravou povrchu před lakováním abrazivní otryskání, v důsledku čehož povrch získává drsnost – právě tato drsnost je hlavním faktorem tvorby mechanické adheze. Kromě výše popsané podmíněné uzamykací funkce má hrubý povrch (po abrazivním otryskání) větší plochu než hladký povrch (před abrazivním otryskáním), což znamená, že hrubý povrch bude mít více aktivních míst, která zajišťují molekulární interakci mezi substrátem a povlak.
U většiny základních nátěrů postačuje drsnost v rozmezí od 40 do 70 mikronů k zajištění spolehlivého fungování nátěru další zvýšení drsnosti již zpravidla neovlivňuje přilnavost, ale výrazně zvyšuje spotřebu materiálu barvy a laku . Výjimkou v některých případech mohou být silnovrstvé nátěry o tloušťce větší než 500 mikronů, které mohou vyžadovat drsnost větší než 70 mikronů. Mechanická přilnavost je zvláště běžná u nátěrů aplikovaných na hrubé podklady, jako je dřevo nebo beton.
Důležitost mechanické adheze by se neměla podceňovat, protože právě tato složka adheze vždy v té či oné míře zajišťuje přilnavost nátěru k povrchu. Abychom tato slova potvrdili, můžeme uvést příklad, kdy je nátěr nanesen na téměř hladký povrch – takový povrch lze získat například po pečlivém zpracování kolečky Durex. Ošetřený povrch bude vypadat jako vyleštěný a žádný povlak nebude schopen přilnout k povrchu. Pro vytvoření přilnavosti se doporučuje ošetřit hladký povrch hrubým brusným papírem (u některých materiálů může být taková drsnost dostatečná).
Všimněte si, že různé substráty mají různé schopnosti vytvářet adhezní spoje s nátěry. Zvláštní pozornost je třeba věnovat výběru nátěru při lakování neželezných kovů a slitin, nerezové oceli a pozinkované oceli, protože ne každý nátěr bude mít k takovým povrchům přilnavost.
Při použití dvousložkových materiálů po uplynutí doby zpracovatelnosti nedojde k žádné adhezi. Na první pohled se může zdát, že vytvrzovací směs stačí jednoduše naředit ředidlem, hmota získá požadovanou viskozitu a bude se snadno nanášet na povrch. Tato cesta je však chybná: po dokončení sušení nebude mezi vrstvami žádná adheze.
Metody stanovení adheze
V praktickém smyslu je stanovení adheze velmi zajímavé, protože právě tento indikátor poskytuje pochopení toho, jak odolný bude povlak. Obecně se uznává, že pro hodnocení adheze se používají dvě hlavní metody: metoda vrubu (vruby mohou být mřížkové nebo ve tvaru X) a metoda stahování.
PŘEČTĚTE SI VÍCE:
Adheze – co to je ve stavebnictví
Přilnavost – pojem široce používaný ve fyzice. Odvozeno z latinského „adheze, přitažlivost“ a implikuje zvláštní způsob interakce mezi fyzickými tělesy – spojení, adheze povrchů rozdílných kapalných a/nebo pevných těles.
Příkladem adheze může být kapka vody nanesená například na sklo. Když sklenici otočíte, voda okamžitě spadne na podlahu. To znamená, že v tomto případě má voda špatnou přilnavost. Pokud na stejnou sklenici nalijete lepidlo PVA, bude výsledek úplně jiný.
Dnes se rozlišuje adheze pevných látek a kapalin. Síla projevu této metody interakce přímo závisí na několika faktorech, mezi nimiž přední místo zaujímá kontaktní plocha, povaha kontaktujících látek a vlastnosti jejich povrchů.
Technickěji řečeno, adheze je proces adheze mezi materiály a je přítomna v procesech, jako je lepení, pájení a svařování. Tento proces lze určovat interakcí mezi molekulami, vytvářením vzájemné difúze nebo chemických vazeb v povrchových vrstvách. K oddělení přilnavých povrchů je vyžadována adheze, protože je charakterizována množstvím specifické práce.
Koheze – pojem, výklad
Docela často adheze převyšuje kohezní síly. Koheze je stupeň adheze uvnitř homogenních materiálů, zatímco adheze je stupeň adheze vně. Tento jev je způsoben případy kohezního přetržení při působení sil (prasknutí jednoho, méně odolného, z kontaktních materiálů).
Pojem „koheze“ pochází z lat. cohaesus – připojený a/nebo spojený. Představuje molekulární soudržnost fyzického těla pod vlivem přitažlivých sil. Jsou to síly mezimolekulární interakce, vodíkové vazby a chemické vazby. Určují souhrn fyzikálních a fyzikálně-chemických vlastností látky: stav agregace, těkavost, rozpustnost, mechanické vlastnosti atd. Intenzita mezimolekulárních a meziatomových interakcí (a následně i sil kosmického záření) se vzdáleností prudce klesá. K. je nejsilnější v pevných látkách a kapalinách, tedy v kondenzovaných fázích, kde je vzdálenost mezi molekulami (atomy, ionty) malá — řádově několik . V plynech jsou průměrné vzdálenosti mezi molekulami ve srovnání s jejich velikostmi velké, a proto je K. v nich nevýznamné. Měřítkem intenzity mezimolekulární interakce je hustota kohezní energie. Je to ekvivalentní práci při odstraňování vzájemně přitahovaných molekul nebo atomů v nekonečně velké vzdálenosti od sebe, což prakticky odpovídá vypařování nebo sublimaci látky.
Proces adheze
Proces adheze má významný dopad na povahu tření mezi kontaktními povrchy. Při tření povrchů s nízkou přilnavostí je tedy koeficient tření minimální (např. tak oblíbený materiál jako teflon díky extrémně nízké hodnotě své přilnavosti vykazuje nízké koeficienty tření při interakci s většinou materiálů). Některé z látek s krystalickou vrstevnatou mřížkou (sirník molybdeničitý, grafit atd.), které se rovněž vyznačují nízkými hodnotami koheze a adheze, jsou široce používány jako tuhá maziva.
Adheze je přítomna v procesech, jako je pájení a svařování, lepení a nanášení různých povlaků. Adheze kompozitních materiálů (kompozitních plniv) a matrice je také jedním z nejdůležitějších faktorů, které ovlivňují jejich pevnost. Podívejme se, co je to adheze ve stavebnictví. Ve stavebních procesech je schopnost materiálů a látek vzájemně pronikat nejčastěji pozorována při malířských a izolatérských pracích, svařování a pájení, při výrobě vlnitých plechů a dalších výrobků, kde je vyžadována kvalitní ochrana proti korozi kovů.
Je vyžadováno porozumění procesu adheze nebo adheze:
1) Při lití monolitických betonových konstrukcí, když dochází k přerušením práce
2) Při výběru správného složení lepidla a materiálů, které potřebují lepení nebo svařování
3) Výběr nátěrových hmot a kapalných hydroizolačních směsí a v ostatních případech
4) Adhezní jednotky
Hodnoty koheze se měří v megapascalech (MPa), ukazuje se, že pokud je pascal definován jako síla vertikálního tlaku na vodorovnou plochu rovnající se jednomu čtverečnímu metru, pak se 1 megapascal bude rovnat použité síle 10 kg lisování na 1 metr čtvereční. cm.
Zjistěte více o tepelných panelech Royal Facade:
- Album technických řešení
- Katalog Royal Facade 2022
- Instalace termopanelů
- Naše dokončené projekty
- Izolace Rozrakhunok tovshchini
- Certifikáty královské fasády
- Části jídel
- Rozvoj energetické účinnosti byl
- Testování produktů Royal Facade
- Unikátní fasády
- Výběr povrchové úpravy fasády
