原创 第四章《分子间作用力与表面科学基础》

《粘接与胶黏剂技术导论》 -第四章《分子间作用力与表面科学基础》

第四章《分子间作用力与表面科学基础》

1、胶黏剂将应力传递到被粘物的现象就叫做粘接（adhesion），它是一种由吸引力产生的物理现象，这种引力与原子结合成分子、分子结合成液体和固体的引力相同。

2、热力学第一定律：体系内能的变化来自于外界传递给体系的热量和体系所做的功；

热力学第二定律：对于一个可逆的过程，体系的熵保持不变；对于一个不可逆过程，体系的熵增加；

热力学第三定律:在绝对零度时，任何纯物质或理想晶体的熵都为零。

热力学定律表明：所有的体系都倾向与势能最低，熵最大的状态。

3、静电作用力：带电原子或分子间产生的力叫作静电作用力，也成为库仑力；

范德瓦尔斯作用力：偶极-偶极（dipole）相互作用，偶极-诱导偶极，色散力（dispersion force）

电子对共享作用：共价键（covalent bonding），给体-受体相互作用（donor-acceptor interactions）

排斥作用力

4、表面作用力与表面能γ（液体具有与表面有关的额外能量），单位mJ/m2

5、内聚功（work of cohesion）和黏附功

6、表面能及相关参数的测定方法：

表面张力（surface tension）： 单位dyn/cm或者N/m， 探针法（wilhelmy平板法、液滴质量/体积法和du Nuoy圆环法）和表面积增加法；

固体表面能：接触角测定方法-前进接触角（advancing contact angle）、后退接触角（receding contact angle）、接触角滞后（contact angle hysteresis）；接触力学和固体表面能的直接测定-表面力仪（SFA）-基于JKR（Johnson、Kendall、Robert）理论

7、表面热力学及表面、界面张力的预测

Good-Girifalco关系式、Fowkes假定与部分极性、Zisman曲线

接触角测定的现代应用-典型分析深度0.5nm左右-自组装单分子层

8、表面分析的现代方法：这些技术都是使用能量探针来激发表面上的某些物理变化，产生一些能用于分析的能量物质：

X射线光电子能谱（XPS）或化学分析用电子能谱（ESCA）；二次离子质谱（SIMS）；静态二次离子质谱（SSIMS）；俄歇电子能谱（AES）；衰减全反射傅里叶变化红外光谱仪（ATR-FT-IR）；红外反射吸收光谱

表面分析的拓扑方法：TEM（透射电子显微镜），SEM（二次电子显微镜），探针显微技术（probe microscopies），扫描隧道显微镜（STM），原子力显微镜（AFM）