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【ミクロ構造レベルでの接着現象】
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接着剤による接着とはミクロ構造レベル(高分子化学?)ではどのような現象が生じているのでしょうか?

金属の溶接とは全く異なる現象だとは思いますが、接着剤の種類によってその原理が異なるのでしょうか?

なお、この質問は、ayaoka11さんからの最強の接着剤に関する質問
http://q.hatena.ne.jp/1295700553
を読んで思いついた質問です。


●質問者: mkonomi
●カテゴリ:科学・統計資料
✍キーワード:コメント欄 ミクロ レベル 化学 原理
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● spyglass
●30ポイント

接着とは以下の3点が有力のようです。

・機械的結合

機械的結合とはアンカー効果とか投錨効果とも言われ、材料表面の孔や谷間に液状接着剤が入り込んで、そこで固まることによって接着が成り立つと言う考え方です。

・物理的相互作用

物質はそれぞれが引き合う性質(分子間力「ファン・デル・ワールス力」)がある、とういう考え方です。

二次結合力とも言い接着剤の基本的原理とされています。

・科学的相互作用

一次結合力と言って最も強い接着力が期待される共有結合や水素結合を言います。

簡単に言うと溶剤で接着面をお互いに一度溶かし、固化させて結合する方法です。


接着のメカニズム

http://www.maruya-t.co.jp/topics/secchakuzai-1.htm


「接着って?」

http://www.chem-station.com/yukitopics/settsutyaku.htm

◎質問者からの返答

期待通りの情報をありがとうございます。


2 ● rsc
●40ポイント ベストアンサー

こちらは参考になるでしょうか。諸説あって、まだよく分かっていないのが現状ではなかったでしょうか。(^_^;

●接着のメカニズム|接着基礎知識|セメダイン

http://www.cemedine.co.jp/basic/mechanism.html

●接着剤の不思議(中編)

http://www006.upp.so-net.ne.jp/D_Ribbon/bluestone/page019.html

●接着剤とは何か?

http://www.bousyoku.com/page141.htm

●CiNii 論文 - 接着剤と接着のメカニズム(材料基礎講座第10回)

>プレビュー ←クリックしてみてください。

http://ci.nii.ac.jp/naid/10013958778

●CiNii 論文 - 接着のメカニズム : 強い接蒼を作るために

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002474103

※参考URL

http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1012442...

◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。

興味ある多数の情報の提示を感謝いたします。


3 ● なぽりん
●30ポイント

http://www.yrc.co.jp/mb-techno/use/06.html

こちらの横浜ゴムさんのホームページがとてもよくまとまっています。

いろんな理由が書いてあります。

一般には、投錨(アンカー)効果、つまり、顕微鏡でみると断面がジグソーパズルのようにでこぼこがかみ合った状態で固まっているからくっついているのだ。というのが一番ですが、

瞬間接着剤(シアノアクリレート系。アロンαなど)などは、二重結合が反応して、少しずつ共有結合もまざっていますのでより強いと思います。共有結合はあの固いダイヤモンドを構成しているほどの強い結合ですから。

私は紙がつけられないがつるつるの表面同士ならよくつく接着剤(エポキシやシアノアクリレート)は吸着説もかなりきいてくるんじゃないかとおもっています。

でも、結局、機構よりも経験と選別かもしれません。

料理がなぜ美味しいのかといわれたら、アミノ酸や砂糖や食物繊維や栄養がたくさんはいっていて、消化に適した調理をされているから、というより、不味い料理は長い歴史の中で消えてしまったから、というほうがシンプルですね。

接着剤も、なぜくっつくのかというと、うまくくっつかないもの(ご飯粒からつくるデンプンのりや、卵の白身なども以前はつかわれていました)は歴史のなかで接着剤としてはだんだん廃れてしまったからだとおもえます。

◎質問者からの返答

回答ありがとうございます。


4 ● 湯本正典
●10ポイント

http://d.hatena.ne.jp/maachama-yumoto/

接着剤は、接着させるものにより、有効な成分が異なりますので、同じ原理でくっつくわけではありません。

高分子をミクロな観点からということですので、高分子の接着剤について考えましょう。

高分子には、塩基という、原子がいくつか集まって、ある特有の性質をもつ部品が、端っこについています。

高校の有機化学で、-OH基(親水基)や、-COOH(親油基)というのがありました。水と油は混じりませんが、高分子のうち、親水基と親油基を持つ高分子を入れると混ぜることができます。これが、石鹸や洗剤の原理です。

ミクロな観点からは、水の分子と油の分子が石鹸の高分子によりくっつき、(水?高分子?油)というミクロなレベルで一体となって、その集まりとして、混合の液体となって、マクロには混じったと見えるのです。

これが、ミクロな観点での接着です。

これは液体の場合ですが、くっつけるべきものが固体同士の場合が高分子接着剤のひとつの原理となります。

固体同士の接合面で起こっていると考えられます。ただし、石鹸の場合と違って、時間とともに固まらないといけません。多くの場合、空気中の水との化学反応によって固まるもの、逆に水が抜けて乾燥することによって固まるものなどがあります。

まとめと、AとBを接着させるとき、

Aと親和性のある塩基:C

Bと親和性のある塩基:D

をもつ、

C?E?D

という高分子構造で接着し、Eの部分は、時間とともに固まる(空気中の水分と化学反応を起こすなどによる)

という性質を持つ高分子が接着剤となります。

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