Критическое натяжение растекания Критическое поверхностное натяжение смачивания

Это правило можно объяснить следующим образом. То, что полярные адгезивы действительно не образуют прочных соединений с неполярными твердыми поверхностями, должно следовать из того факта, что жидкие полярные адгезивы имеют обычно более высокое критическое поверхностное натяжение смачивания у , чем неполярные поверхности, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться слабое смачивание. Это должно вызывать ранее уже упоминавшиеся трудности, связанные с образованием при растекании адгезива газовых пузырьков, что ведет, если значение 0 становится большим, к появлению в соединении концентраций напряжения. Неполярные адгезионные жидкости имеют обычно более низкое поверхностное натяжение у/ у , чем критическое поверхностное натяжение смачивания полярных твердых поверхностей, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться хорошее смачивание и растекание. Однако многие неполярные клеи весьма гидрофоб ны, а многие полярные поверхности в некоторой степени гидрофильны и, следовательно, могут адсорбировать какое-то количество воды. [c.306]

Смачивание волокон, изготовленных из карбида кремния. Если при рассмотрении смачивания большинства волокон применяют главным образом качественные характеристики , то при изучении смачивания некоторых волокон, в том числе и карбида кремния, определяют количественные характеристики такие, как адгезионное напряжение, работа адгезии, критическое поверхностное натяжение и коэффициент растекания. [c.370]

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]

Современные представления о механизме растекания в общем виде люгут быть сформулированы следующим образом каждая органическая жидкость или любая другая жидкость с низкой свободной поверхностной энергией при обычных температурах всегда хорошо растекается на гладких, чистых поверхностях высокой энергии, если только адсорбционный слой на твердом теле не образует поверхности низкой энергии с критическим поверхностным натяжением смачивания, меньшим, чем поверхностное натяжение жидкости. Вследствие резко выраженного локального характера сил взаимодействия между атомами твердой поверхности и молекулами органической жидкости, а также между молекулами самой жидкости монослой адсорбированных молекул всегда превращает исходную твердую поверхность в поверхность низкой энергии, обладающую такой же смачиваемостью, как и сплошное тело того же поверхностного состава. [c.291]

Поверхностное натяжение, соответствующее полному растеканию жидкости по поверхности, когда 0 = 0, а os 0—1, называется критическим поверхностным натяжением смачивания и обозначается через 0с. [c.34]

Дальнейшее развитие исследования термодинамики адгезии получили s работах Зисмана [157, 158], введшего понятие критического поверхностного натяжения смачивания как величины, определяемой экстраполяцией зависимости osfl от т к os0 = 1, т.е. к случаю полного растекания жидкости на поверхности. Найденная путем экстраполяции величина Ус рассматривается как критическое поверхностное натяжение твердого тела и является его характеристикой. Если значение Ус известно, можно предсказать равновесный краевой угол любой жидкости на данной поверхности и определить возможность ее растекания по поверхности. При Т < У,, краевой угол 0 = О и жидкость самопроизвольно растекается по поверхности. [c.56]

Другой причиной появления разрывов на пленке и образования капель является так называемая аутофоби-зация [60, 103]. Это явление обусловлено тем, что некоторые жидкости не могут растекаться по своему же первому мономолекулярному слою, уже сорбированному на поверхности твердого тела. Органические жидкости, углеродная цепь которых заканчивается с одной стороны полярной группой, а с другой — неполярной, могут ориентированно сорбироваться на поверхности. Если критическое поверхностное натяжение вновь образованной поверхности меньше, чем у жидкости, то дальнейшего растекания уже не происходит. Это явление наблюдается главным образом при смачивании неразветвленными алифатическими спиртами и жирными кислотами, а для разветвленных или циклических молекул ауто( х)бизация нехарактерна. Поверхностное натяжение некоторых неподвижных фаз, например полиметилси-локсановых, меньше критического поверхностного натяжения их адсорбированного мономолекулярного слоя, поэтому такие неподвижные фазы хорошо смачивают поверхности с высокой энергией. В то же время многие неподвижные фазы на основе полиэфиров подвергаются на поверхности гидролизу критическое поверхностное натяжение мономолекулярного слоя образующихся при этом спиртов меньше, чем поверхностное натяжение наносимой неподвижной фазы. Этот эффект наблюдается также для таких смесей, у которых одна из составляющих сорбируется легче. [c.55]

Наряду с коэффициентом растекания 5 для прогноза характера контактного взаимодействия жидкостей используется критическое поверхностное натяжение жидкости — подложки Окр- Для этой цели определяют зависимость коэффициента растекания S от поверхностного натяжения жидкостей, относящихся к одному гомологическому ряду. Обычно при этом имеет место линейная зависимость. Экстраполяция этой прямой до пересечения с прямой к = О (этот момент соответствует переходу от ограниченного смачивания к полному) дает значение Окр. Данную жидкую подложку полностью смачивают жидкости, поверхностное натяжение которых сГжг <С сткр. В экспериментальном отношении этот метод удобен тем, что нет необходимости в измерении краевых углов капель ( линз ) на поверхности жидкости, что при малых краевых углах весьма затруднительно. С помощью рассмотренной методики найдены значения Окр для различных жидкостей — подложек [301] [c.160]

Из анализа действия смачивателей при поливе фотографических эмульсий на гибкие подложки можно установить, что оно определяется двумя явлениями обеспечением высоких значений критической скорости кинетического смачивания и удалением комет, т. е. локального несмачивания, обусловленного адсорбционно-эмульгирующим действием по отношению дисперсных гидрофобных загрязнений фотографической эмульсии. Для того чтобы смачиватель был способен выполнять эти обе функции, он должен адсорбироваться на внешних границах раздела эмульсионного слоя и на внутренних (в объеме), т. е. на границе с кометообразующими включениями. Следовательно, для оценки смачивателя прежде всего следует измерить изотерму поверхностного натяжения, позволяющую дать характеристику равновесной адсорбции смачивателя, в том числе адсорбцию насыщения (Гт), площадь одной молекулы в мо-номолекулярном слое (5), толщину этого слоя (6) и поверхностную активность. Статическое поверхностное натяжение измерялось методами, описанными в главе VI. При помощи полученных изотерм поверхностного натяжения согласно уравнению Гиббса и изотермы адсорбции Лангмгора были получены интересующие нас характеристики равновесной адсорбции. Измерение статических краевых углов смачивания, представляющих известный, хотя и ограниченный интерес, в данном случае производилось обычным способом — по растеканию капли. [c.146]

В соответствии с теорией смачивания краевой угол и давление растекания являются непосредственной мерой смачивания твердых тел жидкостями в статических условиях, и очевидно, что при 6=0 (но не в случае, когда краевой угол отсутствует ) смачиваемость определяется только величиной поверхностного натяжения. Цисмен и сотрудники в ряде статей опубликовали результаты исследования смачиваемости поверхностей ряда твердых тел различными жидкостями путем измерения краевых углов. Они показали, что для данной твердой подкладки и группы жидкостей, принадлежащих к одному гомологическому ряду, значения os б находятся в прямолинейной зависимости от поверхностного натяжения смачивающей жидкости. При этом все гомологи, имеющие поверхностное натяжение ниже некоторого критического значения, соответствующего os 9=1, полностью смачивают твердую подкладку. Пользуясь указанной зависимостью, можно определить величину критического поверхностного натяжения для любого твердого тела и связать ее с химическим составом и строением смачивающих жидкостей . [c.337]