Гистерезис смачивания физико-химический

В ряде случаев оказывается, что краевой угол зависит от порядка замещения фаз на твердой поверхности (статический, или порядковый, гистерезис смачивания). Очень часто краевой угол, измеренный для капли, не совпадает с краевым углом для пузырька. В настоящее время основными причинами статического гистерезиса считают загрязненность поверхности, шероховатость и физико-химическое взаимодействие фаз. [c.51]

Рис. 11.2. Схема опыта для изучения гистерезиса смачивания (а) характерные зависимости силы Q от погружения пластины (т) в жидкость (ж) в отсутствие гистерезиса (б), при чисто кинетическом гистерезисе (в) и при наличии физик о -химического гистерезиса (г).

Физико-химический гистерезис. Различие краевых углов натекания и оттекания вызывается тем, что при смачивании могут одновременно идти и другие физико-химические процессы (например, адсорбция, испарение, растворение, химические реакции). К этой же группе физико-химических причин гистерезиса смачивания относятся переориентация молекул жидкости возле поверхности твердого тела при натекании и оттекании, впитывание жидкости в поверхностный слой твердого тела, движение жидкости по сухой твердой поверхности при натекании и по смоченной подложке— при оттекании [46]. Физико-химические процессы изменяют объем фаз, участвующих в смачивании, и их свойства, в том числе поверхностные натяжения на границах раздела. Поэтому свойства системы при натекании и оттекании могут различаться, что, естественно, отражается на значениях краевых углов. При проявлении физико-химического гистерезиса краевые углы зависят от времени контакта фаз. Влияние физико-химических факторов на гистерезис сказывается особенно сильно, когда время, в течение которого происходит тот или иной физико-химический процесс, сопоставимо по порядку величины с временем измерения краевых углов. Поэтому влияние физико-химических факторов можно свести к минимуму, варьируя время измерения краевых углов [4]. [c.48]

Для анализа причин гистерезиса оценивают расположение ветвей петли и ее форму. Для этого используют критерий повторяемости [61], при выполнении которого гистерезисная петля воспроизводится при неограниченном числе циклов погружения и вытаскивания пластины. Выполнение критерия повторяемости показывает, что силы, вызывающие гистерезис смачивания, не изменяются. Если же существенную роль играют физико-химические процессы (например, вес мениска изменяется от одного цикла к другому из-за испарения жидкости), критерий повторяемости не выполняется и петля получается разомкнутой (рис. П.2,г). [c.49]

Существенная особенность смачивания пористых тел (по сравнению со сплошными неоднородными поверхностями, а также с сильно шероховатыми поверхностями) заключается в том, что при определенных условиях жидкость может проникать по порам глубоко внутрь. Проникновение жидкости в поры оказывает существенное влияние на краевые углы. Так, впитывание жидкости в верхние слои твердого тела представляет одну из основных причин физико-химического гистерезиса смачивания [100]. На пористых телах эти эффекты проявляются особенно резко. Например, при контакте воды с текстильными материалами краевые углы отте-кания воспроизводятся плохо из-за быстрого впитывания воды в поры [98]. Проникновение жидкости по порам и обратный процесс (вытеснение жидкости) имеют важное значение в промышленности (например, в пропитке и в сушке), а также в некоторых природных процессах (например, движение вод в почвах). В связи с этим кратко рассмотрим условия движения жидкости в узких порах. [c.73]