Adhesion
No desempenho das juntas adesivas, as propriedades físicas e químicas do adesivo são os factores mais importantes. Também importantes para determinar se a união adesiva terá um desempenho adequado são os tipos de adesivo (ou seja, os componentes a serem unidos – por exemplo, liga metálica, plástico, material compósito) e a natureza do pré-tratamento ou primer da superfície. Estes três fatores – adesivo, aderente e superficial – têm um impacto sobre a vida útil da estrutura colada. O comportamento mecânico da estrutura colada, por sua vez, é influenciado pelos detalhes do desenho da junta e pela forma como as cargas aplicadas são transferidas de um aderente para o outro.
Implicar na formação de uma ligação adesiva aceitável é a capacidade do adesivo de molhar e espalhar sobre os aderentes que estão sendo unidos. A obtenção deste contacto molecular interfacial é um primeiro passo necessário para a formação de juntas adesivas fortes e estáveis. Uma vez que a molhagem é alcançada, forças adesivas intrínsecas são geradas através da interface através de uma série de mecanismos. A natureza precisa desses mecanismos tem sido objeto de estudo físico e químico desde pelo menos os anos 60, com o resultado de que existe uma série de teorias de adesão. O principal mecanismo de adesão é explicado pela teoria da adsorção, que afirma que as substâncias aderem principalmente devido ao contacto intermolecular íntimo. Nas juntas adesivas este contacto é conseguido por forças intermoleculares ou de valência exercidas pelas moléculas nas camadas superficiais do adesivo e da aderência.
Além da adsorção, foram propostos quatro outros mecanismos de adesão. O primeiro, o travamento mecânico, ocorre quando o adesivo flui em poros na superfície aderente ou ao redor de projeções na superfície. O segundo, interdifusão, resulta quando o adesivo líquido se dissolve e se difunde em materiais aderentes. No terceiro mecanismo, adsorção e reação superficial, a adesão ocorre quando moléculas adesivas se adsorvem em uma superfície sólida e reagem quimicamente com ela. Devido à reação química, este processo difere em algum grau da simples adsorção, descrita acima, embora alguns pesquisadores considerem a reação química como parte de um processo de adsorção total e não um mecanismo de adesão separado. Finalmente, a teoria da atração eletrônica, ou eletrostática, sugere que forças eletrostáticas se desenvolvem em uma interface entre materiais com diferentes estruturas de bandas eletrônicas. Em geral, mais de um destes mecanismos desempenha um papel na obtenção do nível de adesão desejado para vários tipos de adesivo e aderente.
Na formação de uma ligação adesiva, surge uma zona de transição na interface entre o aderente e o adesivo. Nesta zona, chamada interfase, as propriedades químicas e físicas do adesivo podem ser consideravelmente diferentes das das porções sem contato. Acredita-se geralmente que a composição interfásica controla a durabilidade e a resistência de uma união adesiva e é a principal responsável pela transferência de tensão de um adesivo para outro. A região interfásica é frequentemente o local de ataque ambiental, levando à falha da articulação.
A resistência das ligações adesivas é normalmente determinada por testes destrutivos, que medem as tensões estabelecidas no ponto ou linha de fratura da peça a ser testada. Vários métodos de teste são empregados, incluindo testes de descascamento, cisalhamento de colo de tração, clivagem e fadiga. Estes ensaios são realizados numa ampla gama de temperaturas e sob várias condições ambientais. Um método alternativo de caracterização de uma junta adesiva é a determinação da energia gasta na clivagem de uma área unitária da interfase. As conclusões derivadas de tais cálculos de energia são, em princípio, completamente equivalentes às derivadas da análise de tensão.