Адгезия и смачивание шероховатых поверхностей

АДГЕЗИЯ И СМАЧИВАНИЕ ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ПОРОШКОВ [c.212]

Таким образом, влияние шероховатости на адгезию жидкости можно учесть при помощи коэффициентов Ра и Ра. Влияние этих коэффициентов на краевой угол при смачивании шероховатой поверхности показано на рис. VII, 4 . На рисунке дана зависимость краевого угла на шероховатой поверхности от коэффициентов [c.218]

Адгезия и смачивание шероховатых поверхностей имеют ряд особенностей. Причины изменения краевого угла, работы адгезии и критического поверхностного натяжения — наличие выступов на поверхности и площади контакта жидкости с шероховатой поверхностью. Шероховатые смачиваемые поверхности становятся более гидрофильными, а несмачиваемые — более гидрофобными. [c.131]

На. миграцию очень мелких капель дисперсий вода — масло могли также оказывать влияние электростатические силы. Хотя значения угла смачивания не играют большой роли, шероховатость поверхности — серьезный фактор, влияющий на адгезию поверхности. [c.304]

Итак, проблемы, возникающие при формировании адгезионного контакта, весьма разнообразны. С одной стороны — это вопросы смачивания и растекания, связанные с термодинамикой адгезии и частично рассмотренные в гл. II. Однако применение термодинамических параметров к реальной системе адгезив — субстрат осложнено рядом обстоятельств. Во-первых, любая твердая поверхность обладает микрошероховатостью. Процессы смачивания и растекания в реальных условиях развиваются во времени, и шероховатость поверхности оказывает влияние на кинетику этих процессов. Во-вторых, важнейшим фактором, определяющим кинетику этих процессов, являются реологические свойства адгезива. [c.145]

Реальные твердые поверхности, подвергающиеся радиоактивному загрязнению, энергетически и геометрически неоднородны. Энергетическая неоднородность вызвана неодинаковой удельной поверхностной энергией в различных точках одной и той же поверхности, а геометрическая — наличием выступов, выемов, тре-щрш, пор и других изъянов поверхности. Шероховатости и неровности поверхности с> щественно изменяют условия смачивания и адгезию жидкости, поскольку краевой угол на шероховатой поверхности 0д, меньше чем на гладкой. Краевые углы 0ш и 0 одной и той же жидкости на шероховатой и гладкой поверхности связаны соотношением [27] [c.184]

АДГЕЗИЯ И СМАЧИВАНИЕ РАСПЛАВАМИ ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ [c.281]

Гистерезис краевого угла определяется шероховатостью поверхности частиц. Представления о влиянии шероховатости на смачивание, которые были изложены в 32 и 34, применимы для случая адгезии к пузырьку частиц, имеющих шероховатую поверхность. [c.299]

Помимо величины угла смачивания в качестве количественных характеристик процесса смачивания применяют такие параметры, как коэффициент расплывания [28], критическое поверхностное натяжение [24] и работа адгезии [29]. Явление смачивания обусловлено действием дисперсионных сил между поверхностными атомами твердого тела и жидкости. Поверхностное натяжение на границе твердого тела с газом чаще всего больше, чем на границе его с жидкими органическими веществами, поэтому числитель в формуле (3-2) обычно является положительной величиной, так что на абсолютно чистой поверхности любая органическая жидкость проявляла бы стремление к растеканию. Это естественно, так как, за малыми исключениями, свободная энергия поверхности жиД кости меньше, чем у твердого тела, так что покрытие твердой поверхности жидкой пленкой влечет за собой снижение свободной энергии всей системы в целом. При наличии па поверхности микротрещин, небольших неровностей, складок, царапин и т. п. смачивание облегчается, поэтому на шероховатой поверхности тонкие пленки жидкости образуются легче и лучше удерживаются [30]. [c.72]

Величина угла смачивания не является постоянной характеристикой и зависит, кроме адгезии и когезии, от продолжительности смачивания, от шероховатости поверхности, от температуры и от флюса. [c.140]

Один из путей интенсификации работы коалесцирующих фильтров — применение загрузки с развитой поверхностью. Известно, что адгезия и смачивание зависят от шероховатости твердой поверхности. Наличие неровностей приводит к увеличению краевого угла и ухудшению смачивания шероховатых гидрофобных поверхностей водой по сравнению с гладкими. Следовательно, смачиваемость шероховатых гидрофобных поверхностей нефтепродуктами [c.167]

Как влияет неоднородность и шероховатость твердых поверхностей на нх смачивание и адгезию [c.31]

При контакте водных растворов с гидрофобными телами ПАВ адсорбируются на твердой поверхности и Отж/ с Ф 0. Поэтому для оценки смачивающей способности ПАВ на основании уравнения (V. 9) необходимо выбрать вполне определенную, химически инертную подложку. По ряду причин таким эталоном может служить поверхность твердого парафина [1]. На границе с водой парафин обладает большой разностью полярностей поэтому он абсолютно гидрофобен и и на нем хорошо адсорбируются ПАВ, растворенные в воде. В насыщенном адсорбционном монослое молекулы ПАВ ориентируются углеводородными цепями в сторону парафина, что обеспечивает гидрофилизацию подложки и инверсию смачивания при определенных концентрациях ПАВ. Далее, поверхность парафина обычно бывает настолько гладкой, что гистерезисные явления, связанные с шероховатостью твердой поверхности, сводятся к минимуму. В последнее время интерес к изучению смачивания парафина возрос также в связи с развитием молекулярных теорий смачивания, учитывающих дисперсионные взаимодействия между подложкой и жидкостью. Именно эти силы обусловливают адгезию жидкостей на парафине, поэтому анализ экспериментальных данных о смачивании парафина позволяет рассчитать дисперсионные взаимодействия на границе с разными жидкостями [12]. [c.175]

Особенности смачивания шероховатых поверхностей. Смачивание шероховатых поверхностей цо сравнению с гладкими имеет ряд особенностей 46i-465 особенности проявляются в изменении на шероховатых поверхностях основных показателей, характеризующих адгезию и смачивание, к числу которых относятся краевой угол, работа адгезии и критическое поверхностное натяжение. Причиной изменения указанных показателей является наличие выступов на шероховатой поверхности и отличие площади контакта жидкости на шероховатой поверхности по сравнению с гладкой [c.212]

Следует, однако, отметить, что фактическая прочность хороших клеевых соединений, как правило, составляет только около одной десятой идеального значения [53], что трудно объяснить неполным смачиванием соединяемых поверхностей клеем. На клеевые соединения могут действовать как нормальные, так и срезающие силы. Если срезающая сила приложена к одной из склеенных поверхностей, может наблюдаться отслаивание , т. е. образование трещины, которая затем расходится во все стороны. Подобный эффект может иметь место и в отсутствие срезающей силы просто вследствие наличия в поверхностном слое дефектов и захваченных пузырьков воздуха. Зисман [46] полагает, что на шероховатых поверхностях клеи дают более прочные соединения потому, что дефекты поверхностного слоя, удерживающие захваченные пузырьки воздуха, не лежат в одной плоскости и затрудняют распространение трещин. Влияние шероховатости на копланар-ность пузырьков газа показано на рис. Х-17. Примером может служить адгезия льда к различным твердым телам (в обычных условиях адгезия льда минимальна). К металлам лед прилипает прочно, причем отрыв происходит по самому льду. На тефлоне лед удерживается значительно хуже, что, по-видимому, обусловлено плохой смачиваемостью тефлона водой, вследствие чего на поверхности раздела лед — полимер образуются пузырьки воздуха. Концентрация напряжений на этих пузырьках и приводит к распространению трещин по поверхности раздела фаз. Если, однако, провести предварительно обезгаживание воды, подвергнув ее нескольким циклам замораживания и оттаивания, то вода проникает в шероховатости лучше и адгезия становится довольно прочной [54]. Адгезия льда к металлам и полимерам рассматривается также в работах [55—57]. При сдвиге на поверхности раздела лед — подложка может проявляться также ползучесть льда [58]. [c.362]

Влияние на адгезию и смачивание атомно-молекулярной шероховатости. В связи с тем, что адгезия расплавов определяется физико-химическим взаимодействием, на смачивание жидкости влияет не только шероховатость поверхности (см. 29), но и микрошероховатость, т. е. атомно-молекулярная шероховатость Влияние на смачивание атомно-молекулярной шероховатости можно иллюстрировать на примере моно- и поликристаллов а=А120з. Измерения краевого угла проводили в двух случаях на обычной поверхности (Во) й на поверхности, редуцированной путем обработки при температуре 200°С (0р). В последнем случае удаляли адсорбированную влагу. [c.281]

То, что, по-видимому, ограничивает применение фторполимеров в качестве адгезивов, способствует широкому их применению в качестве абгезивов, или неклейких покрытий. В этом качестве фторполимеры используются в виде пленки или покрытия, наносимого на поверхность другого твердого тела для защиты от адгезии или ее уменьшения при контакте данного твердого тела с другим материалом. Действие пленки из фторполимера сводится в основном к уменьшению поверхностной энергии на границе раздела воздух — твердое тело. Таким образом, когда на поверхность, покрытую фторполимером, помещаются жидкости, смачивание происходит в меньшей степени и, следовательно, силы адгезии будут слабее. Зисман показал, что возможность легкого отделения, обусловленную абгезивными пленками, нельзя объяснить только на основе уменьшения 7 [71]. В таких случаях, как литье под давлением, шероховатость поверхности формы, вязкость и скорость отверждения формуемого материала также будут сильно влиять на окончательную способность отливки к отделению. Во всяком случае ясно, что чем ниже Ус адгезивной пленки, тем лучше она будет работать в качестве разъединяющего агента. В настоящее время в качестве таких веществ при формовании используются сополимеры тетрафторэтилена и гексафторпропилена и, по-видимому, будут использоваться и другие фторсодержащие полимеры (по мере их получения) с еще меньшими значениями [c.361]

Следует отметить, что при склеивании шероховатых поверхностей можно ожидать увеличения адгезии за счет более глубокого проникновения адгезива в поры субстрата и заклинивания в них, т. е. вследствие чисто механических явлений и увеличения площади сцепления. Однако создание на твердой поверхности стекла (или металлов) небольшой шероховатости путем механической обработки может в некоторых слз чаях привести к обратному явлению — т. е. к уменьшению величины адгезии. Это показано работами Г. Алтера и В. Соллера [81], Г. Клина и Т. Рейнхарта [118, 124] и объясняется тем, что в мелких порах и трещинках могут присутствовать пузырьки воздуха, препятствующие полному смачиванию поверхности. По всей вероятности, в местах неполного контакта возникает концентрация напряжений, приводящая к понижению прочности клеевого слоя. Удельная работа адгезии к стеклянным пластинкам с гладкой поверхностью составляет, как показано в работе [8], 250—400 г см, а с шероховатой — не более 30—50 см. [c.188]

В работе [233] описан альтернативный метод стандартизации смачивания низкоэнергетических (лиофобных) поверхностей. Суть метода состоит в сравнении свободной энергии адгезии жидкости к исследуемой поверхности с энергией адгезии, измеренной для стандартных поверхностей. Согласно [233], дисперсионная компонента свободной энергии адгезии пропорциональна дисперсионной компоненте свободной энергии адгезии для стандартной неполярной поверхности, а полярная компонента пропорциональна соответственно полярной компоненте для стандартной полярной поверхности. В качестве неполярного и полярного (обладающего постоянным дипольным моментом) стандартов предлагаются плотнейшие монослои мео-гексилдиметилсилана и бис-[3,3,3-трифторпропил]метилсилана соответственно. Предложенный метод может быть использован для оценки шероховатости поверхности, а также для исследования проникновения смачивающей жидкости в привитый слой. [c.231]

При выборе связующего, помимо доступности и экономических соображений, необходимо учитывать реологические показатели, а также лиофильность, адгезию по отношению к углеродной основе. Лиофильность способствует хорошему смачиванию и образованию однородной пасты. Мерой для количественного определения лиофильности по отношению к поверхности основы при взаимодействии со связующими служат величины краевого угла смачивания, адсорбционной способности и теплоты смачивания Так, более высокая лиофильность связующих достигается на поверхности антрацитов и углей марки Т, меньшая — на поверхности шероховатых и малометаморфизированных углей. После смачивания твердых мелкодисперсных частиц связующих происходит адсорбция его составных частей на поверхности частиц. [c.610]

Смачиваемость можно также измерять обратимой работой адгезии или теплотой смачивания на единицу поверхности ks[ Так как изменение энергии системы при контактировании большинства твердых и жидких тел очень невелико, для измерения теплоты смачивания необходимо использовать тонко раздробленные твердые вещества с большой удельной поверхностью. Для многих органнческих веществ это обстоятельство вызывает определенные трудности. Имеется и много других осложнений. К тому же известна чувствительность таких из.мерений к малейшим следам загрязнений. Следует отметить также известную роль острых ребер, пор, шероховатости и других дефектов поверхности. Эти обстоятельства для большинства высокодисперсных твердых тел весьма серьезны. Обычно предпочитают использовать твердые тела с определенной, хорошо изученной поверхностью, а в качестве меры с.мачивания величину СО 9. [c.280]

Рассмотренные тердюдинамические зависимости характерны для идеального случая капля жидкости на чистой, гладкой поверхности. В реальных условиях на процессах смачивания и растекания сказываются многие факторы шероховатость и неоднородность поверхности, присутствие загрязнений в виде адсорбированных газов и паров, многокомпонентность лакокрасочных составов. Поэтолму более правильно говорить о равновесной обратимой работе адгезии ] а, которая может быть вычислена по уравнению [5, с. 38] [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология