Краевой угол гистерезис

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]

Явление гистерезиса наглядно проявляется в том, что краевой угол очень часто зависит от условия его образования. А именно, если каплю жидкости прижать к поверхности твердого тела, то краевой угол будет меньше, чем в том случае, если каплю осторожно нанести на поверхность. В капиллярах с неполностью смачиваемыми стенками вследствие гистерезиса жидкость поднимается на различную высоту в зависимости от того, поднимается ли жидкость свободно по капилляру, или же сначала заполняют капилляр и затем дают стечь жидкости до достижения равновесного положения. [c.159]

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]

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]

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]

Водорастворимые ПАВ, когда они уменьшают краевой угол смачивания, способствуют быстрому разрыву пленки нефти ня твердой поверхности и интенсивному растеканию капли воды по ней. Время гистерезиса смачивания в этом случае резко убывает. При прилипании капли нефти к твердой поверхности водорастворимые ПАВ препятствуют ее растеканию по ней, так как увеличивают время гистерезиса. Все это увеличивает скорость вытеснения нефти водой и уменьшает скорость проскальзывания воды относительно нефти. [c.123]

Замерить краевой угол 0 в пористой среде в динамике прямыми методами не представляется возможным, так как 0 меняется от точки к точке норового канала и, кроме того, в динамике существенное влияние оказывает гистерезис смачивания. Поэтому нами была сделана попытка, используя данные по противоточной капиллярной пропитке, оценить среднее значение смачиваемости пористых сред при различной водонасыщенности [31]. [c.25]

Краевой угол зависит также от того, натекает ли жидкость на поверхность или оттекает с нее ( гистерезис смачивания). [c.86]

Раньше считалось, что гистерезис краевого угла вызван только неровностями поверхности или ее химической неоднородностью—наличием участков с разными равновесными краевыми углами. Рассмотрение механической устойчивости переходной зоны показало, что гистерезис возможен и на гладкой однородной поверхности. При этом значения 0д и 0 могут быть также определены на основании изотерм расклинивающего давления П(Л)[55б]. Для изотерм типа 1 на рис. 13.3 значения 0л лежат между 0о и 90°, а значения 0д близки к О, так как краевой угол образуется с метастабильной -пленкой, формирующейся за отступающим мениском. > [c.221]

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]

Определение краевого угла на нитях. При использовании метода лежащей капли лучщие результаты получаются, когда капля имеет большие размеры. Но в этих условиях возникают нежелательные явления. Речь идет о значительном времени установления равновесия, увеличении площади контакта капли и гистерезисе. Кроме того, накладывается действие гравитационной силы. Все это приводит к тому, что определяемые краевые углы не всегда будут равновесными. Поэтому предложен метод измерения краевых углов малой капли, сажаемой на нить 1 . В этих условиях равновесие достигается быстро, гистерезис исключается, а гравитационная сила не влияет на краевой угол. [c.63]

Формы проявления статического гистерезиса. После помещения капли жидкости на поверхность краевой угол изменяется от некоторого начального значения 0а до конечного значения 0д. Такое изменение краевого угла называют гистерезисом краевого угла или гистерезисом смачивания. [c.86]

Статический гистерезис может проявляться при обращении жидкой и газовой фаз (рис. 1И,4,а), т. е. в случае, когда краевой угол капли, окруженной газовой средой, 0жг рассматривают в сравнении с краевым углом пузырька газа, окруженного той же [c.88]

Итак, при замене газовой фазы жидкой изменяются поверхностное натяжение и краевой угол. В этих условиях проявляется статический гистерезис. [c.89]

Гистерезис при движении жидкости в капиллярах. Наступающие и отступающие краевые углы при движении капли в капилляре, имеющем гидрофильные поверхности, можно связать с равновесным краевым углом 0Е (рис. П1,7). В данном случае равновесный краевой угол определяется при нахождении капли в капилляре. [c.94]

Как следует из приведенных данных, равновесный краевой угол и гистерезис зависят от поверхностного натяжения жидкости. В случае смачивания тефлона эта зависимость для равновесного краевого угла может быть представлена в виде [c.96]

КРАЕВОЙ УГОЛ ПУЗЫРЬКОВ И ЕГО ГИСТЕРЕЗИС [c.115]

Гистерезис наблюдается при принудительном формировании пузырька на конце трубки, не соприкасающейся с твердой поверхностью (рис. IV, 4). Начальный краевой угол 0а (рис. IV, 4, а) с течением времени изменяется и становится равным 0л (рис. IV, 4, б). [c.121]

Гистерезис краевого угла может быть определен непосредственно в случае нахождения пузырька на твердой поверхности (см. стр. 53). При помощи этого метода измерен краевой угол пузырька кислорода на серебряной поверхности в зависимости от [c.121]

Итак, важнейшей характеристикой адгезии пузырьков является краевой угол и площадь контакта их с твердой поверхностью. Как и при адгезии капель, при адгезии пузырьков имеет место статический и динамический гистерезис краевых углов. [c.124]

Итак, для тонких жидких пленок, т. е. таких пленок, которые подвергаются воздействию со стороны молекулярных сил твердой поверхности (см. стр. 15), краевой угол определяется свойствами этих пленок, в частности их толщиной. В этих условиях возможен гистерезис краевого угла. [c.152]

Адсорбируемая на поверхности пленка может вызвать гистерезис. Если адсорбционный слой на платине состоит из монослоя жирных кислот, имеющих в составе бензольное кольцо, то краевой угол в зависимости от числа атомов углерода в молекуле кис- [c.188]

С увеличением числа углеродных атомов в молекулах, адсорбирующихся на твердой поверхности, увеличивается краевой угол, при этом абсолютная величина гистерезиса растет, но менее значительно, чем краевой угол. [c.189]

Для подтверждения формулы (VII, 54) были проведены исследования смачивания водой различных полимерных поверхностей, изготовленных из полиэтилена, полипропилена и тефлона, а также воска. В качестве пористого тела была предложена модель, состоящая из набора трубок, цилиндров и призм, расположенных в определенном порядке с фиксированным зазором между отдельными элементами. Для такой модельной поверхности на вычислительной машине были рассчитаны свободная энергия как функция пористости, краевой угол на гладкой сплошной поверхности при постоянном объеме капли, а также фактический краевой угол капли на пористой поверхности и его гистерезис. Зависимость гистерезиса краевых углов от пористости твердого тела, точнее от отношения /п//т (объем капли воды составляет 0,05 мл, краевой угол на сплошной поверхности равен 95°), следующая [c.236]

Для равномерного смачивания и распределения расплава стекла по поверхности необходимо учитывать гистерезис краевого угла. Наступающий краевой угол 0а определяет растекание расплава, а отступающий 0д — стягивание слоя расплава в каплю. [c.273]

Гистерезис краевого угла в значительной степени зависит от угла формы частиц аф (см. рис. IX, 5). Чем больше значения угла формы, тем значительнее краевой угол. [c.299]

В процессе вытеснения из пористой среды одной жидкости другой, а также при совместном их движении в трубах, каналах и т. д. происходят прилипание и отрыв дисперсной фазы от твердой поверхности. Эти явления сопровождаются гистерезисом смачивания. Процесс прилипания частиц дисперсной фазы (капля жидкости или пузырек газа) в дисперсионной среде к твердой поверхностн происходит следующим образом [56]. Вначале образуется небольшая посадочная площадка, после чего начинается расширение трехфазного периметра смачивания до некоторой" постоянной величины. Краевой угол смачивания, соответствующий конечному состоянию периметра смачивания, называется равновесным. Сам процесс постепенного перехода от текущего угла смачивания к равновесному называется гистерезисом смачивания. Явления эти подробно описаны в работах П. А. Ребиндера [82, 81]. [c.121]

После выдержки образца при температуре 1250°С в течение Ъмин краевой угол смачивания составляет 5—10° за счет собирания расплава. Таким образом, вязкостный гистерезис смачивания для исследованных систем невелик. [c.126]

Деттр и Джонсон [47] (см. также работу Гуда [44]) рассмотрели модель поверхности, покрытой синусоидальными бороздками (см. рис. УИ-8), концентрическими с каплей сферической формы (т. е. влияние силы тяжести в данном случае не учитывается). Минимизация свободной поверхностной энергии (которая, согласно уравнению Юнга, определяет локальный краевой угол) приводит к конфигурации капли с кажущимся краевым углом вг, соответствующим уравнению (УП-31). При последовательном изменении формы капли постоянного объема вследствие движения ее фронта через выступы поверхности свободная энергия системы проходит через максимум. Фактическая высота энергетических барьеров при этом довольно мала, но все же наличие этих барьеров позволяет предполагать, что причиной гистерезиса в данной системе является недостаточность макроскопической колебательной энергии капли для их преодоления. Более количественные, но в общем такие же по смыслу аргументы в пользу рассматриваемой модели приводят Бикермзн [39], Шаттлуорс и Бэйли [43] и Шварц и Минор [48]. [c.280]

Краевой угол определялся на полированном хроме, покрытом адсорбированным монослоем 17-перфторгептилгептадекановой кислоты. Мольный объем большинства первых девяти жидкостей табл. П1,3 (от гексадекана до мезитилена) превышает 125 моль. Для этих жидкостей значение А0 меньше 4°, т. е. гистерезис либо отсутствует, либо проявляется незначительно. Для остальных жидкостей, начиная с иодбензола, имеет место некоторая корреляция между мольным объемом и величиной А0 — чем ниже мольный объем, тем сильнее проявляется гистерезис. [c.90]

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]

На поверхностях, не под-вергшихся обработке гидро- фильпыми реагентами, в от- г сутствие адсорбционного —Е слоя уменьшение объема пу-зырька (рис. IV, 3,6) вызы- z вает сужение периметра смачивания. Трехфазная граница смачивания перемещается в сторону газовой фазы, а краевой угол остается неизменным. Таким образом, опыты Ребиндера раскрывают одну из возможных причин гистерезиса, связанную с закреплением периметра смачивания благодаря наличию адсорбционного слоя на твердой поверхности. [c.121]

В формуле (У, 29), так же как и в формуле (V, 26), индекс д означает динамический, т. е. изменяющийся со временем, краевой угол. В конце процесса краевой угол принимает равновесное значение. Формула (V, 29) справедлива для низкознергетических поверхностей, когда 6 0. Таким образом, понятие о коэффициенте растекания, вознйкщее на основе представлений о полном смачивании, может быть распространено и на случай, когда капля образует конечный краевой угол При справедливости этого допущения и в соответствии с уравнением (V, 24) коэффициент растекания будет зависеть не только от краевого угла, но и от его гистерезиса. [c.142]

В системе кварц — додекан — вода краевой угол равен 0. Это происходит в результате экранирующего действия адсорбированного слоя додекана. Добавление к этой системе додециламмония приводит к появлению краевого угла и способствует возникновению его гистерезиса С повышением концентрации додециламмония от 10 до 10 моль/л наблюдается почти линейный рост краевого угла от О до 90°. Этот рост зависит также от pH среды в пределах 6 -f- 10 и сопровождается очисткой поверхности кварца от додекана [c.182]

В системе рутил — вода — бензин значение краевого угла равно нулю и гистерезис отсутствует. При добавке ПАВ — хлористого додециламмония — появляется краевой угол и обнаруживается гистерезис. С ростом концентрации ПАВ в растворе краевой угол растет. [c.300]

В системе бензин — вода — кварц при отсутствии ПАВ вода в присутствии бензина смачивает кварцевую поверхность. При добавлении хлористого додециламмония появляется определенный краевой угол и его гистерезис. Это означает, что на кварцевой поверхности образуется граничный слой, наружная поверхность которого состоит из гидрофобных частей молекул ПАВ. [c.300]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология