Количественные характеристики процесса смачивания поверхности.


 

Среди этих характеристик можно назвать те, о которых мы уже говорили:

а) угол смачивания θ и cosθ

 

Различают равновесные и неравновесные краевые углы. Равновесные Qp определяются только значениями поверхностного натяжения (поверхностной энергии Гиббса) на границах раздела всех трех фаз. Равновесию отвечает минимум поверхностной энергии Гиббса, поэтому для каждой системы при данных внешних условиях Qp имеет только одно значение, определяемое по уравнению Юнга:

(2.123)

Неравновесных же краевых углов может быть множество. Далее в тексте индекс p будем опускать, подразумевая под Q равновесное его значение. Следует однако отметить, что в зависимости от условий проведения экспериментов (шероховатость поверхности, наличие неорганических ионов или ПАВ в смачивающей жидкости) измеренный краевой угол может существенно отличаться от QР.

Формирование капли жидкости на твёрдой поверхности в среде газа сопровождается наложением множества факторов: веса капли, шероховатости поверхности и т.п., учесть которые не представляется возможным. Поэтому истинные свойства поверхности можно установить лишь в условиях избирательного смачивания, когда капля исследуемой жидкости (1) помещена в фазу другой жидкости (2), несмешивающейся с первой. Уравнение Юнга в этом случае имеет вид:

(2.124)

Проанализируем это уравнение:

1. Если , то cosQ > 0 и Q < 900. Здесь условию самопроизвольности DG < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 0 < Q < 900. Т.е. в данном случае в «конкурентной борьбе» за поверхность побеждает жидкость 1. Если это – вода, то твёрдая поверхность является гидрофильной, если это масло, то поверхность - олеофильная. При cosQ = 1 и Q = 00 происходит полное смачивание поверхности - растекание жидкости 1 по поверхности в виде тонкой пленки.

2. Если , то cosQ < 0 и Q > 900. В этом случае условию самопроизвольности DG < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 900 < Q < 1800. Т.е. жидкость 2 вытесняет с поверхности жидкость 1. Если при этом жидкость 1 – вода, то поверхность олеофильная (гидрофобная), а если масло, то – гидрофильная (олеофобная).

 

 

б) работа адгезии Wa.;



Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 1948;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.