Оттекание краевой угол

Что такое углы натекания и оттекания и как по ним можно найти равновесный краевой угол [c.31]

Для обеспечения полной смачиваемости водой и водными растворами ПАВ требуется тщательная очистка поверхности стекла, особенно от жировых загрязнений. На чистом стекле растворы ПАВ и большинство органических жидкостей дают краевой угол смачивания, равный нулю. Исключение составляют катионактивные ПАВ, которые интенсивно адсорбируются из раствора на отрицательно заряженной поверхности стекла, ориентируясь углеводородными радикалами в воду и гидрофобизируя поверхность. В этом случае формула (87) применяться не может. Однако даже при 0 = 0 ввиду гистерезиса смачивания следует проводить измерения при краевом угле оттекания, т. е., повысив давление в широкой трубке прибора, необходимо поднять уровень в капилляре, после чего вернуть его в исходное положение. [c.92]

Гистерезис является также причиной того, что краевой угол, образуемый при натекании жидкости, обычно гораздо больше, чем при оттекании. Последнее явление можно наблюдать, когда капли дождя стекают не по слишком чистому оконному стеклу, при этом капли как бы задерживаются и снизу образуют гораздо больший краевой угол, чем сверху. [c.159]

Статический гистерезис вызывается статическим трением по периметру капли, препятствующим ее растеканию. При натекании капли жидкости на смачиваемую поверхность краевой угол значительно больше, чем при оттекании. Разность краевых углов, лежащих в пределах между минимальным углом оттекания и максимальным углом натекания и будет статическим гистерезисом. [c.138]

Гистерезисом смачивания называется способность жидкости образовывать при контакте с твердым телом несколько устойчивых (метастабильных) краевых углов, отличных по значению от равновесного. Например, краевой угол, образованный при нанесении капли жидкости на твердую. поверхность, оказывается значительно больше угла, который возникает прн приведении в контакт пузырька воздуха с той же поверхностью, находящейся в данной жидкости. Гистерезис краевого угла наглядно проявляется, если поверхность твердого тела с нанесенной на нее каплей наклонена пр этом угол в нижней части капли угол натекания Оп) оказывается значительно больше угла в верхней части капли (угла оттекания 0, см. рис. ПГ—14). Гистерезис смачивания может быть связан с адсорбцией загрязнений на поверхности, ее химической неоднородностью и другими факторами. [c.101]

Влияние шероховатости поверхности на гистерезисные явления можно объяснить следующим образом. Когда капля подходит к краю канавки или царапины и начинает переливаться в нее, кажущийся краевой угол йк по отношению к идеализированной плоской поверхности твердого тела (пунктирная линия на рис. III—15) должен заметно увеличиться по сравнению с истинным краевым углом в. При большом числе канавок на поверхности твердого тела это приводит к отличию среднего угла натекания от угла оттекания. [c.101]

Граница между жидкостью, твердым телом и газом характеризуется краевым углом (или углом смачивания) 0. Этот угол измеряется внутри жидкости. Краевой угол зависит от природы образующих его трех фаз, и его измерение иногда осложняется гистерезисом смачивания — различием между краевым углом при натекании и краевым углом при оттекании. [c.241]

Рассматриваемый вопрос, конечно, представляет непосредственный интерес для разработчиков водозащитных тканей. При этом примером может служить разработанная природой структура перьев птиц [45]. Главный стержень пера по обе стороны покрыт шипами, на каждом из которых в свою очередь имеется множество тонких волокон. На одной стороне шипа волокна служат зубцами, а на другой — крючочками, так что два смежных ряда волокон зацепляются и образуют упругую высокопористую решетку. Для птичьих перьев 2 составляет 0,5 при этом кажущийся краевой угол равен 150° (оттекание), тогда как истинный краевой угол приближается к 100°. [c.278]

Нередко обнаруживается, что при натекании и оттекании жидкости краевые углы могут быть совершенно различными хрестоматийный пример — вид дождевой капли на грязном оконном стекле. Это различие может быть довольно большим. Так, для воды на поверхностях минералов угол натекания иногда на 50° больше угла оттекания, а для ртути на стали эта разность достигает даже 154°. Если необходимо, чтобы краевой угол был как можно меньше, то в системе целесообразно установить угол оттекания. [c.279]

Экспериментальные осложнения состоят в следующем. Системы, в которых изучается краевой угол, часто проявляют гистерезис, который состоит в том, что краевой угол натекания больше краевого угла оттекания. Это чрезвычайно типично для [c.94]

В приведенных выше уравнениях для краевого угла или мениска трение обусловливает добавление (для угла натекания) или вычитание (для угла оттекания) члена, учитывающего сопротивление движущей силы краевого угла vl os 0 [29]. Исходя из этого, правильный краевой угол следует описывать выражением [c.111]

Все высокотемпературные исследования б Н2О и ГаО выполнены капиллярным методом, с использованием кварцевых капилляров. При этом принималось, что краевой угол воды на кварце равен нулю. Но сейчас экспериментально показано [2], что этот угол отличен от нуля и составляет 4° при комнатной температуре. С ростом температуры до температуры равной 0,8 от критической, краевой угол почти не меняется, но затем начинается его резкий рост и вблизи критической температуры он достигает величины равной 25° при натекании и 19° при оттекании. [c.189]

Если нанесенная на твердую поверхность капля достигла состояния равновесия, то оно может опять нарушиться вследствие испарения. При этом капля сначала уменьшается, но периметр ее в связи с гистерезисом не изменяется, в результате чего постепенно понижается краевой угол, который становится, таким образом, углом оттекания. Лишь когда равновесие системы резко нарушается, периметр капли скачкообразно изменяется так, что капля несколько стягивается, а краевой угол возрастает [19]. [c.15]

Основной причиной гистерезиса смачивания, в особенности водой, является постоянное присутствие на твердых поверхностях адсорбированных посторонних веществ. К ним прежде всего относится воздух, к которому жидкости практически не проявляют адгезии. Сорбированная воздушная пленка на твердой поверхности препятствует смачиванию ее жидкостью. После взаимодействия с жидкостью происходит полное или частичное удаление пленки воздуха и замена ее смачивающей жидкостью, в результате чего смачивание улучшается и уменьшается краевой угол при оттекании. [c.17]

ЖИДКОСТЬЮ и твёрдой поверхностью становится более плотным, работа адгезии повышается, и краевой угол при оттекании оказывается меньше. Эта плёнка может состоять просто из слоя воздуха и тогда её удаление можно рассматривать как впитывание жиДкости в твёрдую поверхность или сорбцию . Она может быть образована каким-либо жирным веществом, чрезвычайно легко осаждающимся на твёрдых поверхностях из атмосферного воздуха тогда кратковременное соприкосновение с жидкостью способно удалить её либо путём растворения, либо путём замещения молекулами такой жидкости, как вода, которая сильнее притягивается к большинству твёрдых поверхностей, чем жирные вещества. Плёнка, о которой идёт речь, не обязательно должна быть толще мономолекулярной и может даже не достигать плотной упаковки (см. 9 и Дополнение). [c.241]

Растекание жидкости приводит к постепенному изменению динамического краевого угла — уменьшению при натекании и возрастанию при оттекании. Растекание происходит до тех пор, пока движущая сила f > 0. При / = О статический краевой угол 0ст [c.49]

В случае движения капли по наклонной поверхности П. А. Ребиндер применял термины Краевой угол натекания и оттекания . Для общности изложения с учетом других форм проявления гистерезиса будем называть во всех случаях гистерезисяые краевые углы наступающими и отступающими. [c.91]

Интересный пример значительного различия между краевыми углами натекания и оттекания представляет смачивание водой соверщенно гладких твердых тел (подобных стеклу или платине), поверхность которых покрыта монослоем плотно упакованных, вертикально ориентированных молекул жирных кислот или аминов. Краевой угол натекания на такой сухой поверхности равен 102°, а краевой угол оттекания 90°. Это объясняется тем, что при смачивании молекулы воды проникают в пространство между углеводородными хвостал адсорбированных молекул и удерживаются там после оттекания жидкости. Если межмолекулярное пространство такой адсорбционной органической пленки заранее насыщено водой, оба угла, натекания и оттекания, оказываются равными 90°. Если вместо воды в качестве смачивающей жидкости использовать вещество, подобное иодистому метилену, люлекулы которого велики и не способны проникать в межмолекулярное пространство между углеводородными цепями адсорбционного слоя, углы натекания и оттекания снова оказываются одинаковы.ми . Эффекты такого рода для органических пленок довольно обычны, и их. можно ожидать не только для монолюлекулярных, но и для более толстых — полимо-лекулярных пленок. [c.275]

При наличии гистерезиса смачивания различаются краевые утлы натекания и оттекания (рис. П.20). Убедиться в нх наличии. 1егко, если к капле жидкости, образующей на твердой поверхности равновесный краевой угол, аккуратно добавить [c.87]

Вследствие высокой вязкости, ньютоновской или структурной, смачивающая способность силикатных расплавов и полу-расплавов всех типов отличается характерными особенностями. Процессы растекания и оттекания таких расплавов и полурас-плавов тормозятся и совсем приостанавливаются резко выраженными силами сопротивления. Наличие этих сил обычно приводит к установлению псевдоравновесных состояний растекания и оттекания. Первое характеризуется псевдоравновес-ным краевым углом растекания 6р, второе — псевдоравновес-ным углом оттекания б . Истинный, термодинамически равновесный, краевой угол смачивания б часто неопределим. В первом приближении принимается [c.252]

Причина гистерезиса краевого угла до сих пор неясна. На первый взгляд создаётся впечатление о существовании фрикционного сопротивления движению периметра смачивания по твёрдой поверхности. Иногда, по истечении достаточного промежутка времени, жидкость принимает равновесный, устойчивый краевой угол, имеющий одинаковое значение после натекания и оттекания. Аблетт считал, что он равен среднему арифметическому углов натекания и оттекания с одинаковой скоростью. Гораздо чаще, однако, периметр смачивания сохраняет постоянное отставание с разностью между краевыми углами в наступавшей и отступавшей областей периметра, достигающей 40° и даже выше. [c.239]

Более сложный метод цилиндра , предложенный Аблеттом , основан, по существу, на том же принципе. Тщательно выточенный из исследуемого материала цилиндр частично погружается в жидкость в горизонтальном положении. Установка должна быть снабжена приспособлением для вращения цилиндра вокруг его горизонтальной оси с любой заданной скоростью. Уровень жидкости регулируется с таким расчётом, чтобы при заданной скорости вращения, а следовательно и натекания или оттекания жидкости, её поверхность оставалась строго горизонтальной вплоть до периметра смачивания. Краевой угол легко вычислить зная высоту оси цилиндра относительно уровня жидкости. При больших краевых углах точность этого метода выше, чем при малых. Установка должна быть снабжена приспособлением для очистки или частого обновления поверхности жидкости. [c.242]

Краевой угол воды на минеральных поверхностях колеблется в зависимости от их состояния. Эдсер приводит значения от 13° до 58° для краевых углов оттекания и от62°д > 91°для углов натекания. В своём обзоре более поздних работ, однако, Уорк приходит к заключению, что действительно чистые поверхности большинсгва минералов, включая сульфиды, дают весьма малые краевые углы. [c.246]

Измерение краевых углов на границе двух жидкостей. При всей важности этой задачи ей до сих пор было уделено мало внимания. Скарлетт, Морган и Гильдебранд пытались применить для этой цели метод пластинки, описанный в 6 их результаты характеризуются большой разностью между углами натекания и оттекания, связанной с медленностью вытеснения жидкостью уже образовавшейся плёнки другой жидкости. Данные этих авторов согласуются с результатами, полученными Гофманом для поверхности стекла в случае воды и жидкого углеводорода краевой угол в воде острый, причём угол оттекания крайне мал, а угол натекания значителен и может приближаться к 90°. [c.250]

Всякая достаточно малая твёрдая частица с выпуклым контуром поперечного сечения может плавать, как показано на рис. 38, если только краевой угол не равен нулю. Остаётся рассмотреть, следует ли предъявлять это условие к углу оттекания или натекания. Так как вес частицы стремится её погрузить, то на первый взгляд кажется, что речь должна итти об угле натекания. Но для устойчивого плавания необходимо, чтобы и угол оттекания отличался от нуля ведь условие устойчивости плавания сводится к тому, что при случайном смещении периметра смачивания вверх по частице, он должен стремиться вернуться в первоначальное положение прежде, чем произойдёт полное погружение. Смещение периметра смачивания вверх, как это ясно из рис. 38, уменьшает краевой угол но периметр не будет возвращаться назад самопроизвольно до тех пор, пока угол не уменьшится до величины, меньшей угла оттекания, при которой поверхностные силы смогут смещать периметр обратно, против сил трения. Если частица успевает погрузиться полностью прежде, чем это произойдет, то равновесие при плавании является неустойчивым. Таким образом, для устойчивости плавания необходимо, чтобы именно краевой угол оттекания был больше нуля. При благоприятных условиях, однако, кратковременное плавание воз- , [c.255]

Измерение краевых углов. Гистерезис. Лэнгмюр высказал предположение, что гистерезис краевых углов, в особенности воды, обусловлен присутствием- поверхностного слоя молекул, с гидрофильным и гидрофобным концами, переворачивающихся при оттекании воды. В нормальных условиях такие молекулы (капример, жирных кислот) должны ориентироваться своими полярными концами к твёрдому телу таким образом, поверхность, на которую жидкость натекает, является гидрофобной. Если при оттекании жидкости эти слои переориентируются (что было бы вполне естественно, так как оттекающая вода притягивает их полярные группы), то оголяемая поверхность становится более гилрофильгой, чем смоченная, так что краевой угол оттекания должен быть меньше. Гистерезис краевых углов воды на стекле или кварце действительно, повидимому, весьма мал, если не отсутствует вовсе, когда поверхность соверщенно свободна от следов жира он невелик также для углеводородных жидкостей, для которых работа адгезии почти одинакова на углеводородной и полярной поверхностях. [c.522]

Кинетический (неравновесный) краевой угол оттекания 0о(к) в момент плавления тонкого слоя сухого шликера практически равен нулю. Но статический (ложноравновесный) угол оттекания 0о обычно больше 0°, если только вязкость не слишком велика. Еще больше истинный равновесный угол смачивания 0. Поэтому свертывание есть процесс приближения системы к состоянию равновесия. Уменьшить тенденцию расплавленного покрытия к свертыванию— значит улучшить его смачивающую способность. Большую роль играет толщина слоя покрытия чем тоньше Jioй, тем реже наблюдается свертывание. [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология