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Kohäsion (Chemie)
durch zwischenmolekulare Kräfte, wie Van-der-Waals-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen; durch mechanische Verschlaufung fadenförmiger …
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Bedeutung der Kohäsion
Kohäsion bezeichnet in Physik und Chemie die Bindungskräfte zwischen Atomen oder Molekülen innerhalb eines Stoffes. Sie sorgen dafür, dass ein Stoff zusammenhält. Kohäsionskräfte wirken in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. An der Oberfläche einer Flüssigkeit führen sie zur Oberflächenspannung, etwa bei einer Wasserperle im Gleichgewicht von Kohäsion und Gravitation.
Von der Kohäsion wird die Adhäsion unterschieden: Adhäsion beruht auf Bindungskräften zwischen zwei unterschiedlichen Phasen.
Kohäsionsenergie
Die einfachste Form plastischer Verformung ist die Entfernung eines Teilchens. Die dafür notwendige Energie, um ein Teilchen aus einem unendlich ausgedehnten idealen Kristall zu entfernen, heißt Kohäsionsenergie:
E_coh := Σ_(i=1; i≠j)^N (1/N) Φ_ij(r_ij)
Dabei ist N die Zahl der Teilchen im System. Φ_ij(r_ij) bezeichnet die Wechselwirkungsenergie zwischen den Teilchen i und j; Mehrkörperterme werden dabei grob vernachlässigt.
Ursachen der Kohäsion
Kohäsion kann durch verschiedene Wechselwirkungen entstehen:
- chemische Bindungen innerhalb chemischer Verbindungen,
- zwischenmolekulare Kräfte, zum Beispiel Van-der-Waals-Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen,
- mechanische Verschlaufung fadenförmiger Makromoleküle oder die Verfilzung faserförmiger Stoffe.
Kohäsion bei Klebstoffen
Bei Klebstoffen sind mit Kohäsion die Kräfte gemeint, die den Klebstoff selbst zusammenhalten. Solange der Klebstoff noch nicht verfestigt ist, beeinflussen diese Kräfte seine Zähigkeit (Viskosität), sein Fließverhalten (Rheologie) und damit auch seine Verarbeitungseigenschaften.
Zusammen mit den Adhäsionskräften bestimmen Kohäsionskräfte außerdem, wie fest eine Klebung mechanischen Beanspruchungen standhält. Eigenschaften eines Klebstoffs werden durch Kennwerte wie Zugfestigkeit, E-Modul, Reißdehnung, Temperaturfestigkeit und Shore-Härte beschrieben. Diese Kennwerte dürfen nicht mit Eigenschaften der fertigen Klebung verwechselt werden, etwa mit Zugscherfestigkeit und Schubmodul.