ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Процессы смачивания из "Кремнеорганические защитные покрытия " Смачивание характеризуется явлениями, происходящими на границе раздела трех соприкасающихся фаз (вдоль периметра их контакта). При этом одна из фаз является твердым телом, две других — несмешивающимися жидкостями или жидкостью и газом [91, 151, 222]. [c.8] При этом всегда os 0е os 0, 0 0. [c.9] Таким образом, при изучении явлений смачивания применим метод, основанный на определении краевого угла 0. [c.9] Если на поверхности твердого тела капля жидкости, находящаяся в равновесии, принимает такую форму при которой краевой угол является острым, то жидкость смачивает твердое тело. В этом случае О Ojj — а , т. е. при смачивании притяжение молекул жидкости к молекулам твердого тела (адгезия) должно быть сильнее притяжения между молекулами жидкости (когезии). [c.9] Если же краевой угол тупой, то жидкость плохо смачивает поверхность твердого тела (О 0 2 Oig — а а). [c.9] При абсолютном смачивании краевой угол равен нулю, т. е. капля расплывается по поверхности в виде тонкой пленки (012 = 023 — При абсолютном несмачивании капля на поверхности твердого тела должна приобретать форму шара, а краевой угол — равняться 180° (Oij = = Oi3 — 02з). В этом случае притяжение между молекулами жидкости и твердого тела, препятствующее поверхностному натяжению жидкости, должно отсутствовать, что физически нереально. [c.9] В случае гидрофильных тел жидкость под действием этого давления проникает в поры. Для наиболее мелких пор капиллярное давление достигает значительной величины. [c.11] При 0 = 90° жидкость в поры не проникает при 0 90° капиллярное давление препятствует проникновению жидкости в поры. Таким образом, гидрофобное пористое тело, являясь воздухопроницаемым, при определенном гидростатическом давлении может быть непроницаемым для жидкости. [c.11] Равновесие достигается в том случае, если F = О и /t = Для растекания капли на твердой поверхности и установления равновесного краевого угла требуется некоторое время. Это явление задержки в достижении равновесного краевого угла называется гистерезисом смачивания. За время задержки в достижении равновесного состояния происходит полное или частичное удаление адсорбированной твердой поверхностью пленки воздуха и замена ее смачивающей жидкостью. Во многих случаях равновесное значение краевого угла из-за гистерезиса не достигается вовсе. Явление гистерезиса определяется молекулярной природой смачиваемой поверхности, ее составом и структурой, а также вязкостью и поверхностным натяжением смачивающей жидкости. [c.12] Гистерезисом обусловливается плохая воспроизводимость результатов при измерении краевых углов и объясняется целый ряд явлений. [c.12] Гистерезис характеризуется величиной h, которая при его отсутствии равна нулю. Этот вид гистерезиса не зависит от времени и называется статическим, или порядковым [222]. [c.13] Природа гистерезиса смачивания окончательно не выяснена. Ясно, однако, что он обусловлен адсорбционными процессами, которые протекают на поверхностях твердых тел при этом меняется поверхностная энергия твердых тел, а следовательно, и смачиваемость. [c.13] При всех процессах смачивания прежде всего происходит взаимодействие жидкости не с самой поверхностью, а с поверхностными слоями твердого тела, покрытыми пленкой адсорбированного пара смачивающей жидкости, а также воздуха и содержащихся в нем веществ. [c.13] Равновесие жидкой капли на твердой поверхности устанавливается, когда на последней образован стойкий адсорбционный слой смачивающей жидкости. [c.13] Таким образом, видно, что смачивания характеризуются совокупностью целого ряда адсорбционных и десорб-ционных процессов. К этому добавляются такие факторы как рельеф твердой поверхности (шероховатость), ее структура (пористость) и наличие на ней посторонних молекул. [c.13] Теплота смачивания. Согласно современным представлениям, теплота смачивания рассматривается как результат изменения поверхностной энергии. [c.13] При погружении в жидкость тонкоизмельченного нерастворимого в ней твердого тела обычно происходит выделение тепла как результат адсорбции жидкости поверхностью твердого тела. Этот тепловой эффект и называется теплотой смачивания. [c.13] Выделение теплоты при смачивании вызывается и появлением вместо поверхности раздела твердое тело — воздух, обладающей высоким значением свободной поверхностной энергии, поверхности раздела твердое тело — жидкость с относительно низким значением свободной энергии. [c.13] Выделение теплоты, обусловленное изменением свободной энергии при смачивании, отчетливо наблюдается, если твердое тело имеет высокоразвитую поверхность. Чем больше полярность смачивающей жидкости и способность ее молекул к образованию водородной связи, тем больше теплота смачивания гидрофильной поверхности. [c.14] Приданной степени дисперсности теплота смачивания тем больше, чем больше сродство жидкости к данной поверхности, т. е. чем лучше смачивается дисперсная фаза данной жидкостью. Вследствие этого гидрофобные порошки лучше смачиваются органическими жидкостями (бензол), а гидрофильные — водой. Гидрофильные порошки выделяют больше теплоты при смачивании водой, чем при смачивании углеводородами, а гидрофобные — наоборот. [c.14] Вернуться к основной статье