ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория Дерягина и возможность расчета сил адгезии из "Адгезия пыли и порошков 1967 " Молекулярное взаимодействие характеризуется ван-дер-ваальсовскими силами, проявляющимися между молекулами на расстоянии от одного до нескольких сот их диаметров. Зазор между контактирующими телами как при адгезии частиц (при отсутствии ярослойки жидкости между ними), так и при адгезии пленок не (превышает нескольких диаметров молекул. Поэтому молекулярное взаимодействие оказывает влияние на формирование сил адгезии . [c.27] Знак минус в уравнении (I, 26) условно обозначает энергию притяжения. [c.28] Характерной особенностью дисперсионных (лондонских) сил является их аддитивность. Молекула индуцирует у нескольких соседних молекул периодические диполи. Индуцированный диполь притягивается к исходному диполю. В связи с этим энергия притяжения между двумя телами может рассматриваться как сумма энергий притяжения между соответствующими парами молекул, из которых состоят данные тела. [c.28] Строго говоря, лондонское взаимодействие справедливо для двух сильно разряженных систем, т. е. газов. Распространение аддитивности сил на конденсированные системы, не представляющие простую сумму свободных молекул, теоретически пока не обосновано. [c.28] Однако Бредли экспериментально определил силу взаимодействия двух шариков из кварца и бората, которая оказалась близкой к расчетной, полученной на основе принятой им аддитивности молекулярного взаимодействия. Поэтому можно априорно принять аддитивность лондонского взаимодействия и распространить его на конденсированные системы, так как в настоящее время нет других методов оценки молекулярного взаимодействия таких тел при малой величине разделяющего их зазора. [c.28] Переход от энергии взаимодействия молекул к энергии взаимодействия конденсированных систем дан Гамакером . [c.28] Интегрирование уравнения (1,29) громоздко и приводить его. полностью не имеет смысла. Укажем лишь на идею интегрирования и на снижение значения показателя степени величины зазора при переходе от взаимодействия молекул к взаимодействию конденсированных тел. [c.29] Из точки, в которой условно находится одна молекула первого тела (рис. I, 8а), опишем конус с образующей R, которая отсекает во втором теле часть среды. Дисперсионное взаимодействие одной молекулы будет проявляться со всеми молекулами, находящимися, в элементарном объеме соседней частицы, т. е. [c.29] В уравнении (1,32) размеры тел и зазор между ними выражены в относительных единицах, а именно x—H/d i, а У=Г21п (рис. 1,8а). [c.30] заменяя элементарные объемы в уравнении (1,29) на их значения по (I, 30) и (1,31), а затем интегрируя, добиваются упрощения выражения для энергии взаимодействия. Действительно, показатель степени при величине зазора в уравнении (I, 32) меньше, чем в уравнении (I, 29). [c.30] Приведенные формулы (I, 32) — (1,43) связывают работу и силу адгезии и позволяют вычислить эти величины в зависимости от X, показывающей, какую долю от диаметра частиц составляет зазор между контактирующими телами. [c.31] Взаимодействие двух одинаковых частиц i( -)[no (1,35)], эрг. . 1(л-)[по (1,41)], дин. . [c.31] Взаимодействие сферической частицы с плоскостью аэ(л-)[по (1,36)], эрг. . Foo x) [по (1,42)], дин. . [c.31] Как следует из приведенных данных, энергия и сила молекулярного взаимодействия существенно зависят от величины зазора (x = H/d. , разделяющего контактирующие тела. Для сферы и плоскости энергия и сила взаимодействия больше, чем для двух сфер. Это связано с увеличением расстояния между двумя телами за счет кривизны сфер. [c.31] Из равенства (I, 39) следует, что показатель степени при величине зазора в выражении для силы на единицу больше, чем в выражении для энергии. [c.32] Следует еще раз подчеркнуть различие между взаимодействием отдельных молекул и молекулярным взаимодействием конденсированных систем в зависимости от величины разде-ляюш,его их зазора. В первом случае энергия взаимодействия обратно пропорциональна Я , а сила — Я во втором — соответственно Я и Я для двух шаров (или шара с плоскостью) и Я и Я для двух плоскостей. Исходя из уравнений (I, 46) — (I, 51), можно рассчитать энергию и силу взаимодействия двух тел в зависимости от величины разделяющего их зазора. [c.32] Подобные расчеты можно провести при адгезии частиц в воздушной среде. Так, для частиц диаметром 10 мк в этом слу-чае з коэффициент fe = 4,6-10 . Однако в воздушной среде экспоненциальная зависимость (I, 53) выполняется лишь приближенно. [c.33] для 0 трыва частиц в воздушной среде необходимо затратить энергию на один порядок больше (для частиц 10 мк и данных -vv), чем в жидкой среде. [c.34] Для определения силы молекулярного взаимодействия необходимо знать константу Л и зазор между контактирующими телами [см. (I, 44) — (I, 51)]. [c.34] Константу А можно рассчитать по уравнению (I, 34), если известны химический состав контактирующих тел и окружающей среды, коэффициент рефракции, дипольный момент и плотность вещества. Де Бур рассчитал константу дисперсионного взаимодействия дХг, j и константу А для молекул N a l они оказались равными соответственно 10 э/7г-сж , 10 эрг. [c.34] Вернуться к основной статье