ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оценка величины адгезии. Число адгезии из "Адгезия пыли и порошков 1976 " Понятие об адгезии частиц. Взаимодействие частиц с плоской поверхностью иногда называют прилипание , а взаимодействие частиц между собой слипание . Такая терминология не универсальна и не удобна. Для единства в терминологии, а также вследствие того, что процессы, происходящие при контакте пленок и частиц пыли и порошков с твердой поверхностью, аналогичны, будем называть адгезией взаимодействие частиц с твердой поверхностью, а взаимодействие частиц между собой — аутогезией. Вопросы аутогезионного взаимодействия в настоящей работе будут рассмотрены лишь в той мере, которая необходима для понимания явления адгезии. [c.11] Адгезии и аутогезии родственно такое явление, как когезия. Под когезией подразумевают взаимодействие между молекулами Б объеме одного тела. [c.11] Адгезию часто трактуют как молекулярную связь двух соприкасающихся разнородных тел (фаз). Такое определение, справедливое в известной степени для адгезии пленок и лакокрасочных покрытий, так как в данном случае влиянием окружающей среды можно пренебречь, не отражает всей сложности процессов, происходящих при адгезии частиц к твердой поверхности. Микроскопические частицы в воздушной (газовой) среде прилипают к твердой поверхности не только за счет молекулярных сил, но и под действием капиллярных сил жидкости, конденсирующейся в зазоре между контактирующими телами, под действием двойного электрического слоя, образующегося в зоне контакта, а также кулоновского взаимодействия и других причин. Кулоновские силы возникают между заряженными частицами и могут значительно превосходить молекулярные. Это используется, в частности, для удержания на листьях растений частиц пестицидов, распыляемых в электростатическом поле. [c.11] При наличии масляных загрязнений или клейкого слоя прилипание частиц обусловлено липкостью подложки. В этом случае при отрыве частиц преодолевается или адгезионное взаимодействие на границе твердое тело — масло, или когезионные силы вязкого слоя на твердой подложке (см. 35). [c.11] Первая группа сил обусловливает взаимодействие частиц с поверхностью до непосредственного соприкосновения тел величина этих сил резко убывает с увеличением расстояния между контактирующими поверхностями. К числу таких сил относятся молекулярные и отчасти кулоновские (см. 5, 6 и 16). [c.12] Вторая группа сил возникает при контакте частиц с поверхностью (вне контакта эти силы не могли бы существовать). Речь идет о капиллярных силах и силе электрического взаимодействия за счет двойного слоя в зоне контакта (см. 15 и 17), а также и о расклинивающем действии слоя жидкости между соприкасающимися телами (см. 26). [c.12] В данной монографии будет рассмотрена адгезия твердых микроскопических частиц к твердым подложкам в газовой и жидкой средах. Поэтому следует остановиться на понятии микроскопические частицы , т. е. оценить их размеры, которые обусловлены как возможностью существования самих частиц, так и свойствами контактирующих тел и окружающей среды. Ввиду того что оценка размера частиц нас интересует только в отношении возможности проявления их адгезионных свойств, основным критерием следует выбрать силы адгезии, которые должны обеспечивать удерживание частиц на поверхности. Минимальный размер частиц ограничен вообще понятием слова микро . По аналогии с минимальными размерами коллоидных частиц и в данном случае за нижний предел принята величина порядка 10 см. Верхний предел размера частиц трудно определить однозначно для одних и тех же контактирующих тел он может увеличиваться при изменении внешней среды и условий контактирования. Так, максимальный размер частиц, способных удерживаться на некоторых лакокрасочных покрытиях, может составлять 10 2 см (100 мкм) [10, 11]. Однако при наличии на поверхности масляных загрязнений или клейкого слоя верхний предел разхмера частиц увеличивается. [c.12] К макроскопическим относят такие частицы, сила взаимодействия которых с плоской поверхностью меньше их веса. [c.12] Классификация адгезии. Адгезию классифицируют по различным признакам, которыми могут быть свойства среды силы, определяющие адгезию число прилипших частиц изменение адгезии в процессе отрыва направление отрывающей силы. [c.12] Адгезия обусловлена различными по своей природе силами. Отдельные составляющие сил адгезии могут в определенных условиях превалировать над другими. Так, при влажности воздуха свыше 70% увеличение адгезии микроскопических частиц обусловлено капиллярными силами. Если частицы сильно заряжены, величина кулоноБских сил превышает другие составляющие сил адгезии. Для того чтобы научиться управлять явлением адгезии, необходимо детально изучить каждую из составляющих сил адгезии, раскрыть ее природу, условия и особенности проявления, а также установить факторы, вызывающие изменение силы, обусловливающей адгезию. [c.13] Адгезию можно классифицировать и по числу взаимодействующих частиц. Если частиц немного, то они чаще всего не контактируют между собой и образуют на поверхности так называемый монослой (рис. I, 1,а). Если частиц много, то образуется слой, состоящий из одного или нескольких рядов частиц, вступающих в контакт, т. е. связанных аутогезионным взаимодействием (рис. I, 1,6). [c.13] По аналогии с трением различают статическое и кинетическое прилипание. Статическое прилипание характеризуется силой сопротивления началу отрыва, кинетическое — взаимодействием между частицей и поверхностью в процессе отрыва. Для отрыва частиц необходимо преодолеть главным образом силу статического прилипания, так как сила кинетического прилипания всегда меньше статического. На это обратил внимание Г. И. Фукс, указав, что статическое трение измеряется силой, направленной тангенциально к подложке [12]. [c.14] Отрыв частиц пыли (статическое прилипание) зависит от величины и направления действия силы, приложенной к частице. Если силы приложены нормально к запыленной поверхности (рис. I, 1,а), то для отрыва частиц необходимо, чтобы / отр Fa,. При тангенциально направленной силе (рис. I, 1,е) действует момент сил, т. е. Мотх =р1 яГ (где г —радиус частицы). Первой стадией процесса отрыва при этом будет качение или скольжение частицы, т. е. преодоление не только сил прилипания, но и трения. [c.14] Бузаг [4] ввел понятие о числе адгезии . По Бузагу, при нанесении частиц на поверхность методом седиментации в жидкости число адгезии равно отношению оставшихся после поворота пластины частиц N к числу частиц No, осевших на плоскую поверхность из жидкости. [c.15] Число адгезии ур в данном случае выражено в %. Коэффициент удаления показывает, во сколько раз уменьшилось число прилипших частиц после воздействия внешней силы, обусловливающей отрыв этих частиц. [c.15] Определение полноты удаления монодисперсных частиц можно проводить при помощи формул (1,2) — (1,4), когда на эти частицы действует одна и та же сила отрыва. В случае, когда определенная сила отрыва действует на частицы различного размера поли-дисперсной фракции порошков, результаты отрыва различных частиц будут неодинаковы. Крупные частицы удаляются в большей степени, чем мелкие. Поэтому следует оценить полноту удаления полидисперсных частиц. [c.15] В соответствии со свойствами нормально-логарифмического распределения среднее квадратическое отклонение является разностью между логарифмом медианного диаметра частиц (igd) и логарифмом диаметра частиц (Ig ie), которая соответствует доле прилипших частиц, равной 16%, т. е. о — gd- gdi6. Значения Igd и igflfie можно получить из распределения частиц по размерам [16]. [c.16] Приведем значения параметров а и 6, а также расчетные и экспериментальные значения yp d) при удалении частиц вибрацией и под действием водного потока (шарообразные полидис-персные частицы диаметром до 50 мкм). [c.18] Как следует из приведенных данных, расчетные и экспериментальные значения чисел адгезии удовлетворительно совпадают при удалении полидисперсных частиц, что свидетельствует о правильности предлагаемого метода расчета. [c.18] Вернуться к основной статье