L’adhesió pot ésser mecànica, electroestàtica o per atracció molecular, segons que la seva dependència sigui funció, respectivament, d’una interacció mecànica, d’una atracció de càrregues elèctriques o d’una força de valències. Des del punt de vista termodinàmic presenta dos punts que defineixen el sistema: les condicions necessàries per a establir el contacte interfacial o mullabilitat; les condicions necessàries per a dur a terme aquest contacte, l’adhesió, que controla la força d’adhesió. Les condicions termodinàmiques de mullament i estesa d’un líquid sobre un sòlid es basen en l’angle de contacte ϑ entre ambdós. Quan ϑ = 0°, el líquid mulla la superfície completament i s’escampa lliurement a una velocitat que depèn de la viscositat i la rugositat de la superfície. Quan ϑ = 0° el líquid no s’escampa. Cada líquid mulla la superfície en una extensió determinada, és a dir, hi ha sempre un cert grau de mullament. Si ϑ és l’angle de contacte que es formaria amb la superfície plana, mesura indirecta o teòrica de la mullabilitat i estesa d’un líquid, i ϑ’ és l’angle que hom mesura directament en una certa superfície rugosa, aleshores hom defineix el factor de rugositat d’aquesta superfície per
Això és important perquè les superfícies que tinguin r = 1 pràcticament no existeixen (les superfícies metàl·liques mecanitzades i ben polides tenen r = 1,5). A causa d’aquesta particularitat, atès que r sempre és més gran que la unitat, quan ϑ
En el mullament són molt importants els graus d’energia superficial (alt o baix), la tensió superficial crítica i la natura de la superfície (llisa, compacta o porosa). Així mateix és important el procés de reversió de l’adherència. Quan un enganxador se solidifica, per a desenvolupar la seva coherència i la força d’adhesió, segueix un dels tres processos següents: per refredament d’un compost en estat de fusió; per evaporació de dissolvents; per reaccions químiques (amb catalitzadors o sense). L’adhesió és provocada per camps de força de diferent natura fortament localitzats a la superfície. Si aquestes forces són efectives en una certa profunditat (que afectin la dimensió d’una molècula d’adhesiu i adherent), tenen una acció complementària d’estabilitzar la densitat superficial i l’orientació molecular en la interfase de la juntura. La solidificació de l’adhesiu desenvolupa tensions internes a causa de la diferència entre els coeficients d’expansió tèrmica de l’adhesiu i de l’adherent, que poden ésser crítiques perquè fan decréixer la força d’adhesió de vegades molt accentuadament. Aquestes forces tensionals estan lligades amb l’angle de contacte ϑ durant l’estesa de l’adhesiu. Quan ϑ és alt, hi ha més possibilitats de formació de bosses d’aire interposades entre l’adhesiu i l’adherent i no queden mullades tampoc petites irregularitats (clivelles i porus) que presenten les superfícies. Al voltant d’aquestes petites reserves d’aire es formen les concentracions de tensions durant la solidificació. Indirectament també depèn de les condicions reològiques de l’adhesiu. L’anàlisi de la força adhesiva i la resistència a la ruptura d’un conjunt adhesiu és basada en dos tipus de juntura: per anellament i pròpia. La juntura per anellament és usada amb adherents fibrosos com paper, tèxtils i fulloles de fusta. L’adhesiu aplicat en forma líquida penetra en els porus i espais buits entre les fibres. Després de la solidificació forma ganxos i anells al voltant de les fibres, i és obtingut un “bloqueig mecànic”. Si l’adhesiu és un líquid newtonià de viscositat η i δ és l’amplària dels buits, la velocitat de penetració capil·lar és:
on z és la profunditat de penetració de l’adhesiu en el temps t, γ la tensió superficial del líquid i ϑA l’angle de contacte. La força d’adhesió depèn de z. La juntura pròpia és d’aplicació més general. Hom usa la fórmula:
Juntura pròpia. Les més altes concentracions de tensió, es troben en els punts a, a’, b i b’
© fototeca.cat
on F és la força d’adhesió o ruptura, φ és la cohesió de l’adhesiu, a és el factor de concentració de tensions causat per la diferència de constants mecàniques entre adherent i adhesiu, β és una constant que depèn del sòlid i s és la concentració. Les variacions de la composició de l’adhesiu es fan sensibles sobre φ, i β pot variar entre 10 i 1 000. La relació φ/β dóna una aproximació de la força d’adhesió.