Основные теоретические представления о склеивании и образовании клеевых соединений

В основе процесса склеивания лежит комплекс явлений, причем наибольшее значение имеет адгезия.

Природу и закономерности адгезии интенсивно исследуют разнообразными методами на различных объектах — от металлов и стекол до биологических клеток и полимеров. Как следствие, «специфика соответствующих процессов требует акцентирования той или иной стороны проявления данного явления, что находит выражение в попытках интерпретировать адгезию в рамках единственной заведомо ограниченной концепции, традиционно именуемой теорией. Механическая концепция отдает при этом предпочтение влиянию развитости микрорельефа поверхности субстрата; химическая — образованию химических межфазных связей; адсорбционная — сорбции адгезива; диффузионная — совместимости полимеров в зоне адгезионного контакта; реологическая — повышению когезионной прочности граничных слоев контактирующих полимеров; микрореологическая — затеканию адгезива в микродефекты поверхности субстрата; электрическая, позднее электронная, сводит проблемы к возникновению двойного электрического слоя на контактирующих поверхностях; электрорелаксационная конкретизирует при этом влияние полимерной природы субстратов; молекулярная пытается синтезировать перечисленные подходы на базе адсорбционной концепции.

С развитием исследований становится ясной неплодотворность сведения адгезии к какой-либо одной, пусть существенной, стороне ее проявления. Как следствие, центр тяжести теоретических работ переносится на анализ роли отдельных явлений, обусловливающих закономерности процессов склеивания, смачивания, растекания, реологии, энергетики межфазного взаимодействия и поверхности субстрата, прочности полимеров и их соединений и т. д.

Обобщая существующие представления, под адгезией следует понимать поверхностное явление, заключающееся в возникновении аттракционного физического или (и) химического взаимодействия поверхностей конденсированных фаз, приводящее к соединению этих поверхностей. Такое определение рассматривает адгезию как универсальное физико-химическое, а не технологическое явление, относит его к классу поверхностных явлений, энергетически характеризует всем спектром аттракционных сил, указывает объекты (любые конденсированные фазы независимо от их природы и строения) и условия реализации (обеспечение молекулярного контакта) и, наконец, определяет конечный результат адгезионного взаимодействия как образование новой системы — адгезионного соединения.

Специфические характеристики такой системы (склейки) определяются не только физико-механическими свойствами адгезива и субстрата: решающую роль в процессе образования адгезионных соединений, получаемых с применением клеев и мастик, играют последовательно протекающие стадии формирования площади контакта (макропроцесс) и взаимодействия контактирующих поверхностей (микропроцесс). В соответствии с этим обобщенная теория должна включать теорию формирования площади контакта соединяемых материалов, в рамках которой рассматриваются вопросы взаимодействия поверхностей конденсированных фаз, и теорию прочности адгезионных соединений.