Welding fundamentals and processes ตอนที่ 11
เอกสารอ้างอิง : Thomas J. Lienert. ASM handbook. Volume 06A welding fundamentals and processes. ASM international handbook committee. Materials park. Ohio. USA. 2011.
สารยึดเกาะ
(adhesives) จะพัฒนาการยึดเกาะระหว่างสารยึดติด
โดยใช้มากกว่าแค่แรงทางเคมีที่เกิดจากการดูดซับพื้นผิว (surface
adsorption) แม้ว่าสารยึดแท้จริงต้องอาศัยกลไกนี้เป็นหลัก
กลไกอีกสาม กลไกเอื้อต่อการยึดเกาะ ขึ้นอยู่กับสารยึด mechanical
interlocking, diffusion, electrostatic attraction
Mechanical interlocking เกิดขึ้นเมื่อกาวที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นได้เติมลงใน nooks และ crannies ที่เกิดจาก surface roughness (เช่น ความหยาบ) ของพื้นผิวจริงทั้งหมด การยึดเกาะจะเพิ่มขึ้นทั้งจากพื้นผิวที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งเกิดการดูดซับบนพื้นผิว รวมทั้งจากการล็อคกาวบางส่วนเข้ากับซอกและมุมที่มีมุมกลับเข้า (re-entrant angles) เห็นได้ชัดว่าผลจากการ mechanical interlocking เกิดขึ้นเมื่อวัสดุยึดติดมีรูพรุนตามธรรมชาติหรือถูกทำให้หยาบขึ้นโดยเจตนา การแพร่ (diffusion) นำไปสู่การยึดเกาะ (adhesion) เมื่อมีการ atomic migration ของอะตอมบางส่วนเกิดขึ้นผ่าน interface ระหว่าง adhesive กับสารยึดเกาะหนึ่งหรือทั้งสอง การแพร่เกิดขึ้นเมื่อadhesive มีลักษณะเป็นของเหลวเป็น fluid และ adherend สามารถซึมผ่านได้ แม้ว่าการแพร่ในสถานะของแข็ง อาจเกิดขึ้นได้ภายใต้สถานการณ์อื่นเช่นกัน ตัวอย่างที่รู้จักกันดี คือ water moistened glues หรือmucilage บนแสตมป์จะ migrate เข้าไปในช่องว่างระหว่างเส้นใยของซองกระดาษได้อย่างไร เกี่ยวข้องกับการแพร่ประเภทนี้ คือการพันกันของ long-chain molecules ที่ประกอบเป็นโพลีเมอร์ เมื่อโพลีเมอร์ตัวหนึ่งถูกยึดติดด้วย adhesively bonded กับอีกตัวหนึ่งโดยใช้ polymeric adhesive หรือเพียงแค่ตัวทำละลาย ตัวอย่างที่รู้จักกันดี คือ polyvinyl chloride plastic patch ยึดติดกับ polyvinyl chloride swimming pool liner เมื่อถูกทำให้อ่อนลง (softened) ด้วยอาซีโตน (acetone) เรียกว่า solvent cementing ในที่สุด electrostatic forces (coulomb forces) เกิดขึ้นได้ในวัสดุบางชนิด (เช่น adhesives และ adherends) เมื่อ charged particles (เช่น electrons และ positive ions) แยกออกจากกันภายในวัสดุด้วยสิ่งที่เรียกว่าโพลาไรเซชัน (polarization) กลไกนี้มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในโพลีเมอร์และแก้ว สิ่งที่คาดว่าจะเกิดจากการยึดเกาะของไฟฟ้าสถิตคือเมื่อลอกเทปกาวใสออกจากชิ้นส่วนพลาสติกและเกิดประจุไฟฟ้าสถิตหรือแม้แต่ประจุไฟฟ้าสถิต
กลไกหนึ่งหรือหลายกลไกมีแนวโน้มที่จะทำงานโดยใช้กาวและสารยึดเกาะเฉพาะ adhesive bonding ที่ประสบความสำเร็จต้องมีการออกแบบรอยต่อที่เหมาะสม (to avoid out-of-plane peel or cleavage stresses in favor of pure shear stresses) การเตรียมรอยต่อที่เหมาะสม (which includes at least careful cleaning but also, often, preconditioning with what is known as a primer) การเลือก adhesive ที่เหมาะสมสำหรับการยึดติด และการ adhesive และการ curing ที่เหมาะสม (which may involve drying or may involve setting with heat or ultraviolet radiation or a chemical catalyst)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น