Когезія

Когезія (лат. cohaesus — зв'язаний, зчеплений, англ. cohesion, нім. Kohäsion f) — зчеплення одна до одної частинок (молекул, йонів, атомів), що становлять одну фазу, яке приводить до їх об'єднання у єдине ціле.

Когезійний характер водних крапель (кульок) в умовах космосу (невагомості)

Загальний опис

Когезія зумовлена силами міжмолекулярного (міжатомарного) притягання різної природи, кількісною характеристикою чого є енергія когезії, яка еквівалентна роботі віддалення на безкінечну відстань когезійно зв'язаних частинок. Подолання сил притягання при роз'єднанні гомогенного тіла на частини вимагає здійснення роботи, яка називається роботою когезії. У випадку легкорухомих рідин зворотна робота когезії дорівнює подвоєній величині питомої вільної поверхневої енергії, або поверхневого натягу.

Для твердих тіл часто використовують поняття когезійної міцності — гранично високої міцності, яку б мало дане тіло при ідеальній (бездефектній) структурі.

Міцність реальних тіл через дефекти структури може бути в сотні і тисячі разів нижчою за когезійну. Когезія визначає найважливіші фізичні і фізико-хімічні властивості мінералів: твердість, плавкість, розчинність і інш. Когезія має допоміжне значення для протікання процесів осадження пилу (пиловловлювання), флотації, брикетування, масляної аґломерації та ін.

Фактори, що впливають на когезію

Когезія залежить, головним чином, від структурно-хімічних властивостей адгезиву та зовнішніх навантажень, що призводять до його статичної утоми. Істотний вплив на когезію мають температурно-часові фактори, товщина шару зв’язуючого, а також присутність парів, наповнювачів і води. Підвищення температури різко знижує когезію зв’язуючого. Зростання темпе-ратури з 20 до 80 °С зменшує когезію нафтозв’язуючого приблизно в 8 разів. Па-діння міцності насамперед пов'язане з енергією теплової флуктуації, яка сприяє розриву хімічних зв'язків. Зі зниженням температури когезія росте, тому що під-силюються міжмолекулярні взаємодії всередині адгезиву.

Когезія максимальна в тонких плівках. Для зрушення двох шарів всередині адгезиву необхідно затратити підвищену енергію. У товстих плівках, що мають велику об'ємну фазу, міцністні властивості внутрішніх і поверхневих шарів практично рівні. Тому для внутрішнього зрушення потрібна менша енергія. Когезію визначають сили внутрішньо молекулярного зчеплення, форма і довжина молекул, структура адгезиву, а також наявність ПАР. На когезії зв’язуючого згубно позначається проникнення в простір між ланцюговими молекулами води. Заповнюючи порожнечі, вода виконує розклинювальну дію. При цьому послабляються сили притягання між молекулами. Надмірна насиченість плівки адгезиву водою може привести до повного її розчинення.

Когезія зв’язуючого і її роль у процесі брикетування

Міцність клейового з’єднання багато в чому залежить від міцності самого клею, тобто є функцією когезії. Когезія характеризує інтенсивність міжмолекулярних взаємодій в об'ємі адгезива і є кри-терієм оцінки міцності зв’язуючого. Когезійна міцність зв’язуючого визначається роботою когезії Wк – витратами енергії на розрив стовпчика адгезиву перетином 1 см2 на дві частини.

Когезія залежить, головним чином, від структурно-хімічних властивостей адгезиву та зовнішніх навантажень, що приводять до його статичної утоми. На когезію суттєво впливають температурно-часові фактори, товщина шару зв’язуючого, а також присутність ПАР, наповнювачів і води.

Підвищення температури різко знижує когезію зв’язуючого. Зростання температури з 20 до 80 °С зменшує когезію нафтозв’язуючого приблизно в 8 разів. Падіння міцності насамперед по-в'язане з енергією теплової флуктуації, яка спричиняє розрив хімічних зв'язків. Зі зниженням температури когезія зростає, тому що підсилюються міжмолекулярні взаємодії всередині адгезиву.

Когезія максимальна в тонких плівках. Для зрушення двох шарів усередині адгезиву необхідна підвищена енергія. У товстих плівках, що мають велику об'ємну фазу, міцнісні властивості внутрішніх і поверхневих шарів практично однакові. Тому для внутрішнього зрушення потрібна менша енергія, ніж у тонких плівках з упорядкованими молекулами.

Когезію визначають сили молекулярного зчеплення, форма і довжина молекул, структура адгезиву, а також наявність ПАР. На когезію зв’язуючого негативно впливає проникнення в простір між молекула-ми зв’язуючого молекул води. Заповнюючи порожнини, вода діє розклинюючи. При цьому послаблюються сили притягання між молекулами. Надмірна насиченість плівки адгезиву водою може привести до повного її розчинення.

Див. також

Джерела
  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
  • Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0

Посилання
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.