Principes de base du collage
L'adhérence comprend les forces d'adhésion aux surfaces de contact de deux substances différentes ou identiques, dues aux forces moléculaires. Les substances peuvent se trouver à l'état solide ou liquide. Dans le domaine des colles, on entend par adhésion l'adhérence des couches de colle sur les surfaces des pièces à assembler. Les processus d'adhésion ne sont pas encore totalement élucidés. Ils sont particulièrement difficiles, car les dépendances entre les systèmes adhésifs et les différentes surfaces des pièces à assembler sont très complexes.
Dans le cas des colles, la cohésion désigne les forces qui assurent la cohésion de la colle. Ces forces de cohésion sont responsables, d'une part, de la ténacité et de la fluidité (rhéologie) de la colle non durcie lors de son utilisation et, d'autre part, de la résistance de la colle durcie lors de sa sollicitation. Les forces de cohésion dans une colle sont décrites par des valeurs caractéristiques telles que le module d'élasticité, l'allongement à la rupture, la résistance à la température ou la dureté Shore.
La tension de surface est une propriété de la surface entre un liquide et un gaz tel que l'air. La surface d'un liquide se comporte comme un film élastique tendu. Cet effet est par exemple à l'origine de la formation de gouttes d'eau. Le mouillage est un comportement des liquides en contact avec la surface des solides.
La mouillabilité est la propriété associée. Le liquide mouille plus ou moins la surface en fonction du liquide en question, du matériau dont est constituée la surface et de sa nature, par exemple en ce qui concerne la rugosité.
Les matériaux présentant une énergie de surface élevée, appelés "surfaces à haute énergie", sont plus faciles à mouiller par les colles et atteignent pour la plupart des résistances de collage élevées.
La viscosité définit la propriété de résistance à l'écoulement uniforme d'un fluide. L'inverse de la viscosité est la fluidité, une mesure de la capacité d'un fluide à s'écouler. Plus la viscosité est élevée, plus le fluide est épais (moins il est fluide) ; plus la viscosité est faible, plus le fluide est fluide (plus il est fluide).
Normalement, le terme de viscosité est associé à la viscosité en cisaillement, mais il est également possible de mesurer la viscosité en extension, voir la page sur la viscosité en extension. Les particules de liquides visqueux sont plus fortement liées entre elles et donc plus immobiles ; c'est pourquoi on parle également de frottement interne. Il ne résulte pas seulement des forces d'attraction entre les particules du fluide (cohésion). Pour les solides, on utilise plutôt les termes de ductilité, de fragilité et de plasticité. Parfois, la ténacité est utilisée comme synonyme de viscosité.
Pour un bon mouillage, la colle doit être le moins visqueuse possible et avoir une tension superficielle inférieure à celle du substrat à coller.
Dans ce contexte, l'angle de mouillage α qui se forme entre l'adhésif liquide et la surface de la pièce à assembler est caractéristique. Plus il est faible, meilleur est le mouillage. On parle d'un bon mouillage lorsque les valeurs α sont inférieures à 30°.
Les types de sollicitations d'un collage sont très bien illustrés par les graphiques.
Les contraintes de pelage et de clivage sont problématiques pour un assemblage par collage. Dans ce cas, il est éventuellement recommandé d'utiliser un système de fixation mécanique.
L'alpha et l'oméga d'un collage constructif sûr est une conception adaptée à la colle. En principe, plus la surface de collage est grande, plus le collage est sûr.
