5.2 Travamento Mecânico

A rugosidade de superfícies pode propiciar ganchos mecânicos para a ancoragem da substância adesiva. Este fator contribui para o aumento da adesão, desde que estas superfícies rugosas apresentem coesão suficiente para suportar esforços. Isto explica, por exemplo, a melhora na adesão de superfícies de alumínio anodizado. Neste processo, o óxido gerado na superfície possui as características favoráveis de ancoragem mecânica e coesão. Este também é o mecanismo predominante na ancoragem das restaurações dentárias.

Resultados da literatura evidenciam a importância deste mecanismo nos resultados de adesão [7, 8]. Galembeck et al. [9] demonstraram como a impregnação superficial com Fe2O3 em materiais de baixa energia superficial, como o PTFE (poli-tetrafluoretileno), pode contribuir para a melhora na adesão destas superfícies.

5.3 Difusão Interfacial

Quando dois substratos são miscíveis e há mobilidade molecular suficiente para que ocorra a difusão entre as superfícies em contato, pode-se desenvolver a adesão. A mobilidade superficial pode ser favorecida pela presença de um solvente adequado ou pela fusão das superfícies. Quando os substratos são diferentes, a região onde a difusão ocorre é denominada interfase, a qual é constituída por uma blenda dos constituintes dos dois substratos. Este mecanismo explica a adesão entre superfícies de PVC pela ação de um solvente, a adesão entre superfícies de ABS por fricção mecânica de alta freqüência ou ainda a união de plásticos dissimilares como ABS e poliestireno por ultra-som.

6. Trabalho Ideal e Trabalho Real de Adesão

Define-se o trabalho ideal de adesão como o trabalho necessário para se separar reversivelmente duas fases (ou corpos) mantidas em contato, como está representado na Figura 2.



Figura 2 - Trabalho de adesão.

De acordo com a termodinâmica de superfícies, o trabalho ideal de adesão, Wa , é expresso por [10]

onde ga é a tensão superficial da fase a, gb é a tensão superficial da fase b e gab é a tensão interfacial entre ambas as fases.
A validade da equação acima se limita aos casos onde a separação ocorre de forma reversível, o que raramente é observado na prática. Separações (ou fraturas) reais são freqüentemente irreversíveis e acompanhadas por processos de dissipação de energia; processos estes que podem consumir muito mais energia que a própria energia relacionada ao trabalho de adesão ideal. Deste modo, define-se o trabalho real de adesão, o qual leva em conta o trabalho ideal de adesão e também as perdas de energia relacionadas aos processos dissipativos. 
A adesão medida em ensaios de despelamento é um caso típico onde os valores práticos podem exceder em até uma ordem de magnitude os valores ideais [11]. 

7. Esforços Mecânicos e a Geometria da Junta Adesiva

Os quatro esforços mecânicos básicos que podem ser aplicados a uma junta adesiva são a tração, o cisalhamento, a clivagem e o despelamento. Na tração, o esforço é aplicado perpendicularmente ao plano da junta, sendo distribuído uniformemente em toda área dos substratos. Neste esforço, toda a camada adesiva trabalha e, assim, contribui com a adesão. No cisalhamento, o esforço é paralelo ao plano da junta e, como no caso anterior, toda a camada adesiva contribui com a adesão. Quando o esforço é aplicado perpendicularmente ao plano da junta e na extremidade de substratos rígidos, tem-se a clivagem. Neste esforço, a distribuição de tensão ao longo da linha adesiva não é uniforme. Quando pelo menos um dos substratos é flexível e, como na clivagem, o esforço é aplicado na extremidade dos substratos, tem-se o esforço de despelamento. Este é o esforço que resulta em maior concentração localizada de tensão na linha adesiva. Os quatro esforços mecânicos básicos estão representados na Figura 3.



Figura 3 - Esforços mecânicos básicos: (a) Tração, (b) Cisalhamento, (c) Clivagem e (d) Despelamento.

O esforço mais danoso que uma junta adesiva deve suportar é o esforço de despelamento, o que se deve ao fato de toda a energia estar concentrada na linha de frente do despelamento. Por outro lado, o esforço que usualmente é menos danoso é a tração, onde toda energia é dissipada ao longo da linha adesiva. Neste aspecto, a escolha adequada da geometria de uma junta adesiva pode contribuir significativamente para o seu desempenho. Exemplos desta influência e alternativas de geometria de juntas adesivas podem ser encontradas em livros-texto de adesão e adesivos [12-,13,14]. Esta questão, puramente mecânica, ilustra bem como a adesão depende de fatores não relacionados diretamente à natureza do adesivo ou de propriedades físico-químicas de superfície.

8. Ensaios de Adesão

Em um ensaio de adesão, deseja-se simular os esforços e as condições de trabalho a que uma junta adesiva estará sujeita. Fatores como temperatura, taxa de ruptura, contato com contaminantes (solventes, óleos, plastificantes, etc...) e tempo de vida útil são freqüentemente analisados. Os ensaios básicos são os ensaios de tração, despelamento e de tato (no caso dos adesivos sensíveis à pressão). Normas ASTM tipicamente utilizadas nos ensaios de despelamento são as normas D-773, D-903 e D-1876, e nos ensaios de tração as normas D-906 e D-1002. A diferença básica entre estas normas concentra-se na geometria da junta adesiva. Para os adesivos sensíveis à pressão, as técnicas mais comuns são o Loop Tack, o Rolling Ball Tack e o Probe Tack (ASTM D-2979), cujos detalhes são apresentados por Shields [13]. 

No caso específico de fitas adesivas, uma medida bastante comum é a da força de despelamento a partir do próprio rolo da fita. Embora não relacionada diretamente aos ensaios de adesão, outra norma ASTM importante é a D-907, que trata da terminologia da área de adesivos.

A grande maioria das técnicas de ensaio de adesão é destrutiva. Embora pouco comuns e de uso limitado, técnicas não-destrutivas (acústicas e ultra-sônicas) podem ser empregadas [15, 16, 17, 18].

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