Adhesi fisik: terdiri dari apa dan contohnya

Adhesi fisik adalah apa yang mengikat antara dua atau lebih permukaan dari bahan yang sama atau bahan yang berbeda saat dihubungi. Ini dihasilkan oleh gaya tarik Van der Waals dan oleh interaksi elektrostatik yang ada antara molekul dan atom bahan.

Gaya Van der Waals terdapat pada semua bahan, bersifat menarik, dan berasal dari interaksi atom dan molekul. Gaya Van der Waals disebabkan oleh dipol induksi atau permanen yang diciptakan dalam molekul oleh medan listrik molekul tetangga; atau oleh dipol sesaat elektron di sekitar inti atom.

Tiga M&M disatukan [Oleh fletcherjcm (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:M%26M%27s_(2559890506).jpg)]

Interaksi elektrostatik didasarkan pada pembentukan lapisan ganda listrik ketika dua bahan bersentuhan. Interaksi ini menghasilkan gaya tarik-menarik elektrostatik antara kedua bahan, dengan cara menukar elektron, yang disebut gaya Coulomb.

Adhesi fisik membuat cairan menempel pada permukaan tempat ia bersandar. Misalnya, ketika air ditempatkan di atas kaca, lapisan tipis seragam terbentuk di permukaan karena gaya adhesi antara air dan kaca. Gaya-gaya ini bekerja antara molekul kaca dan molekul air, dan menahan air di permukaan kaca.

Apa itu Adhesi fisik?

Adhesi fisik adalah sifat permukaan bahan yang memungkinkan mereka untuk tetap bersama saat bersentuhan. Ini berhubungan langsung dengan energi bebas permukaan ( E ) untuk kasus adhesi padat-cair.

Dalam kasus adhesi cair-cair atau cair-gas, energi bebas permukaan disebut tegangan antarmuka atau tegangan permukaan.

Energi bebas permukaan adalah energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan satuan luas permukaan material. Dari energi bebas permukaan dua bahan, dapat dihitung kerja adhesi (kelengketan).

Usaha adhesi didefinisikan sebagai jumlah energi yang disuplai ke sistem untuk memutuskan antarmuka dan membuat dua permukaan baru.

Semakin besar kerja adhesi, semakin besar ketahanan terhadap pemisahan dua permukaan. Kerja adhesi mengukur gaya tarik menarik antara dua bahan yang berbeda ketika bersentuhan.

Persamaan

Energi bebas dari pemisahan dua bahan, 1 dan 2, adalah sama dengan perbedaan antara energi bebas setelah perpisahan ( akhir γ ) dan energi bebas sebelum pemisahan ( awal γ ).

ΔE = W 12 = akhir γ – awal γ = γ 1 + γ 2 – γ 12 [1]

γ 1 = permukaan energi bebas dari bahan 1

γ 2 = permukaan energi bebas dari bahan 2

Kuantitas W 12 adalah pekerjaan adhesi yang mengukur kekuatan adhesi bahan.

γ 12 = antarmuka energi bebas

Ketika adhesi antara bahan padat dan bahan cair, pekerjaan adhesi adalah:

W SL = γ S + γ LV – γ SL [2]

γ S = permukaan energi bebas dari solid dalam kesetimbangan dengan uap sendiri

γ LV = permukaan energi bebas dari cairan dalam kesetimbangan dengan uap

W SL = kerja adhesi antara bahan padat dan cair

γ 12 = antarmuka energi bebas

Persamaan [2] ditulis sebagai fungsi dari tekanan kesetimbangan (π equil ) yang mengukur gaya per satuan panjang molekul yang teradsorpsi pada antarmuka.

π equil = γ S – γ SV [3]

γ SV = permukaan energi bebas dari solid dalam kesetimbangan dengan uap

W SL = equil + SV + LV SL [4]

Dengan menggantikan γ SV – γ SL = γ LV cos θ C dalam persamaan [4] kita memperoleh

W SL = equil + SL (1 + cos C ) [5]

θ C adalah sudut kontak keseimbangan antara permukaan padat, setetes cairan, dan uap.

Sudut kontak tiga fase, padat cair dan gas. [Oleh Joris Gillis ~ commonswiki (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Contact_angle.svg)]

Persamaan [5] mengukur kerja adhesi antara permukaan padat dan permukaan cair karena gaya adhesi antara molekul kedua permukaan.

Contoh

Pegangan ban

Cengkeraman fisik merupakan ciri-ciri penting untuk mengevaluasi efisiensi dan keamanan ban. Tanpa cengkeraman yang baik, ban tidak dapat berakselerasi, mengerem kendaraan, atau dikemudikan dari satu tempat ke tempat lain, dan keselamatan pengemudi dapat terganggu.

Daya rekat pada ban terjadi karena adanya gaya gesekan antara permukaan ban dengan permukaan perkerasan. Keamanan dan efisiensi yang tinggi akan tergantung pada kepatuhan pada permukaan yang berbeda, baik kasar maupun licin, dan dalam kondisi atmosfer yang berbeda.

Untuk alasan ini, setiap hari kemajuan teknik otomotif dalam memperoleh desain ban yang tepat yang memungkinkan daya rekat yang baik bahkan pada permukaan basah.

Adhesi pelat kaca yang dipoles

Ketika dua pelat kaca yang dipoles dan dibasahi bersentuhan, mereka mengalami adhesi fisik yang diamati dalam upaya yang harus diterapkan untuk mengatasi ketahanan pemisahan pelat.

Molekul air mengikat molekul pada pelat atas dan juga menempel pada pelat bawah mencegah kedua pelat terpisah.

Molekul air memiliki kohesi yang kuat satu sama lain tetapi juga menunjukkan adhesi yang kuat dengan molekul kaca karena gaya antarmolekul.

Adhesi dua pelat dengan cairan [Oleh Emmanuelle rio slr (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AdhesionCapillaire.jpg)]

Adhesi gigi

Contoh adhesi fisik adalah plak gigi yang menempel pada gigi yang biasanya ditempatkan dalam perawatan gigi restoratif. Adhesi memanifestasikan dirinya pada antarmuka antara bahan perekat dan struktur gigi.

Efisiensi penempatan email dan dentin pada jaringan gigi, dan penggabungan struktur artifisial seperti keramik dan polimer yang menggantikan struktur gigi, akan bergantung pada tingkat perlekatan bahan yang digunakan.

Adhesi semen ke struktur

Daya rekat fisik yang baik dari semen ke bata, pasangan bata, batu atau struktur baja diwujudkan dalam kapasitas tinggi untuk menyerap energi yang berasal dari tegangan normal dan tangensial ke permukaan yang menghubungkan semen dengan struktur, yaitu dalam kapasitas tinggi untuk menanggung beban.

Untuk memperoleh daya rekat yang baik, ketika semen memenuhi struktur, permukaan tempat semen harus ditempatkan harus memiliki daya serap yang cukup dan permukaan yang cukup kasar. Kurangnya hasil kepatuhan di retak dan detasemen bahan melekat.

Referensi

  1. Lee, LH. Dasar-dasar Adhesi. New York : Plenium Press, 1991, hlm. 1-150.
  2. Pocius, A V. Perekat, Bab 27. [aut. buku] JE Mark. Sifat Fisik Buku Pegangan Polimer. New York : Springer, 2007, hal. 479-486.
  3. Israelachvili, J N. Gaya antarmolekul dan permukaan. San Diego, CA : Pers Akademik, 1992.
  4. Hubungan antara gaya adhesi dan gaya gesekan. Israelachvili, JN, Chen, You-Lung dan Yoshizawa, H. 11, 1994, Jurnal Ilmu dan Teknologi Adhesi, Vol.8, hlm. 1231-1249.
  5. Prinsip Koloid dan Kimia Permukaan. Hiemenz, PC dan Rajagopalan, R. New York : Marcel Dekker, Inc., 1997.

Related Posts