Краевой угол критическое поверхностное натяжение

Получены следующие данные и сделаны следующие допущения 1) при 25 °С поверхностное натяжение к-гексадекана и н-декана составляет 28 и 24 эрг/см соответственно 2) поверхностное натяжение смеси этих углеводородов — линейная функция мольной доли компонентов, т. е, смесь ведет себя как некоторый жидкий углеводород со средней длиной цепи 3) величина критического поверхностного натяжения для тефлона и полиэтилена равна 20 и 30 эрг/см соответственно, а для сополимера является линейной функцией ее состава 4) краевой угол н-гексадекана на тефлоне равен 46° и независимо от состава сополимера все зиомановские соз 0 — укривые параллельны. Рассчитайте а) краевой угол 50%-ной смеои я-гексадекана и я-декана на сополимере тефлон — полиэтилен (50 50) б) длину цепи углеводорода, имеющего на 60%-ном полимере такой же угол, как в случае (а) в) предельное содержание тефлона в полимере, на котором н-декан еще способен растекаться ответьте на вопросы а) и в), учитывая на этот раз коэффициент шероховатости фактор шероховатости поверхности полимера равен 1,1. [c.293]

Краевой угол в вакууме будет зависеть также от соотношения силоксановых 51 — О — 51 и силанольных 51 — ОН групп молекул на смачиваемой поверхности На силоксановых поверхностях в условиях глубокого вакуума краевой угол метилениодида равен нулю, т. е. образуется высокоэнергетическая поверхность. В этих же условиях на силанольной поверхности краевой угол имеет значение 10°, а критическое поверхностное натяжение не превышает 51 эрг/см . На смешанной силанольно-силоксановой поверхности метилениодид легко растекается, а критическое поверхностное натяжение превышает 51 эрг/см . [c.86]

Для исследованных Зисманом и др. [46] низкоэнергетических поверхностей р составляет около 0,04 и 1 тах приблизительно равна их критическому поверхностному натяжению ус. Таким образом, чтобы обеспечить на этих поверхностях оптимальную адгезию, жидкость должна иметь довольно большой краевой угол. [c.361]

Максимальная работа адгезии достигается в условиях полного смачивания и равна удвоенному критическому поверхностному натяжению. Минимальная работа адгезии возможна для капель, которые образуют критический краевой угол. В некоторых случаях для одних и тех же поверхностей значения минимальной критической работы адгезии примерно х>дни и те же при смачивании этих поверхностей различными жидкостями. [c.41]

Полнота смачивания клеем соединяемых поверхностей зависит, в соответствии с ур-нием Юнга, от соотношений поверхностных натяжений на трех межфазных границах клей — воздух (ук). подложка — воздух (у ) и клей — подложка (Укп)-Мерой смачиваемости служит краевой угол смачивания 0, к-рый уменьшается с увеличением уп и снижением ук-Полное смачивание соответствует условию 7к<Тп—7кп> при котором 0=0. Параметры уп и не поддаются непосредственному экспериментальному определению поэтому для оценки смачиваемости часто пользуются эмпирической характеристикой — критическим поверхностным натяжением смачивания Ус (об определении ус см. Когезия). [c.206]

Зная критическое поверхностное натяжение смачивания Окр, можно также рассчитать работу адгезии (см. 1.2). Краевой угол натекания 0нт на гладкой однородной поверхности достаточно близок к равновесному краевому углу 6о, т. е. можно принять 0НТ 00- Тогда из уравнений (I. 18) и (III. 1) следует W = (2+ Это соотношение хорошо согласуется [c.95]

При прздварительном отборе полимеров, предназначенных в качестве защитных от обледенения, могут приниматься в расчет их гидрофобные свойства, поскольку существует некоторая корреляция между криофобностью и гидрофобностью материалов (табл.5,6). Критерием гидрофобности, как характеристики интенсивности межмолекулярного взаимодействия поверхности тела с водой, является краевой угол смачивания (6 ) и критическое поверхностное натяжение смачивания (Ус) Дяя гидрофобных или гидрофобизированных (т.е. обработанных водоотталкивающими веществами или составами) поверхностей краевой угол смачивания водой 90° <0 < 180°. Показано [59], что криофобные свойства проявляются у полимерных покрытий, для которых 0> 90°, а критическое поверхностное натяжение смачивания меньше 25 дин/см. Значения критического поверхностного натяжения смачивания, которые мохут быть использованы при качественной оценке криофобных свойств материалов, приведены ниже [5,61,62] [c.106]

Низкоэнергетические поверхности — это такие поверхности, которые смачиваются не полностью и реализуют определенный краевой угол. На этих поверхностях можно обнаружить критическое значение поверхностного натяжения жидкости ас, т. е. выполняется условие (1,69). [c.48]

При критическом состоянии, когда плотности жидкости и насыщенного пара равны, поверхностное натяжение исчезает. У таких жидкостей, как вода и низшие углеводороды, краевой угол мал. У большинства других исследованных до сих пор жидкостей он меньше 10°. Таким образом, ошибка, вносимая приравниванием этого угла нулю, не превышает 1,5%. Этот метод широко использовался исследователями, в частности Рамзаем и Шилдсом [9]. Последний усовершенствовал прибор, прикрепив к нижнему концу капилляра маленький стержень из мягкого железа, что позволило регулировать положение капилляра с помощью электромагнита. В этом случае одной порции жидкости, находящейся в равновесии с паром, достаточно для того, чтобы провести все измерения поверхностного натяжения от тройной точки до критического состояния. [c.290]

Это же следует и из приведенной формулы. Чтобы при бесконечно малом радиусе в момент зарождения мог образоваться пузырек газа, начальное его давление должно быть бесконечно большим. Поэтому в расплавах газы накопляются и задерживаются только в закрытых порах или на поверхности частиц твердых фаз, каковыми могут быть нерастворившиеся минералы. Чем слабее эти частицы смачиваются, тем лучше будут условия для образования и накопления пузырьков. При совершенной смачиваемости твердых частиц расплавом размер пор сокращается и активными окажутся лишь те из них, радиус которых выше критического. В этой связи важное значение имеет также характер поверхности зерен. Шероховатая поверхность, изменяя краевой угол смачивания в сторону его уменьшения, способствует более интенсивному накоплению и сохранению газа в закрытых порах. Чем выше частота и больше центров образования пузырьков газа в единицу времени, тем выше может быть эффект вспучивания, если будут созданы условия для роста газовых пузырьков. Рост же газовых пузырьков в следующие моменты после их возникновения зависит от продолжающегося выделения и накопления газов, развиваемого ими давления, температуры и свойств расплава. При большом давлении газа в закрытых порах и малых значениях вязкости и поверхностного натяжения может произойти разрыв стенок между порами и газы выйдут наружу. Вспучивание будет опти- [c.75]

Поскольку краевой угол воды на поверхности волокон превышает 90°, капиллярное равновесие данной системы описывается уравнением (Х1-4). В это уравнение непосредственно входит не поверхностное натяжение жидкости, а величина узу — увь, которая в данном случае должна иметь отрицательное значение. Этого можно достичь, покрыв поверхность волокон веществом, значительно уменьшающим уяу. В рамках представлений о критическом поверхностном натяжении (разд. УП-4Д) это означает, что ус твердой поверхности следует уменьшить приблизительно до 40 дн/см, а если возможно, и ниже. В промышленном масштабе для пропитки применяют зелан и различные силиконовые полимеры [12]. Зелан [c.369]

Поверхностное натяжение твердых тел. В условиях полного смачивания поверхностное натяжение твердого тела Отг в соответствии (I, 69) может быть равно критическому поверхностному натяжению. Однако полное смачивание встречается довольно редко. Кроме того, соотношение (I, 69) является приближенным. В связи с этим можно по известным стжг и 0 вычислить значения поверхностного натяжения твердого тела. Результаты этих вычислений по формуле (1,38) на основании экспериментально полученных данных поверхностного натяжения ряда жидкостей, образующих определенный краевой угол смачивания, приведены в табл. I, 8. [c.45]

Эфиры себацината ведут себя подобным образом, т. е. растекаются на металле и образуют на стекле краевой угол. Это объясняется гидролизом подобных эфиров с образованием 2-этил-гексановой кислоты, которая имеет критическое поверхностное натяжение, равное 28 эрг/см . Негидрилизованный эфир имеет поверхностное натяжение Ожг, равное 32,2 эрг/см . В результате реализуются условия (V, 20), а краевой угол на пленке из продуктов гидролиза равен [c.138]

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]

Действие присадок, вводимых в первый тип масел, можно объяснить на основании представлений о критическом поверхностном натяжении (см. 5). Присадки образуют мономолекулярный слой, критическое поверхностное натяжение которого ас ниже сгжг, т. е. реализуется условие ( ,20). На адсорбированном слое фиксируется капля, имеющая определенный краевой угол. Устойчивые нерастекающиеся смеси получают при добавлении к алифатическим углеводородам диметилсиликонов или при добавлении к ЭГС фторированных Эфиров, хотя присадки снижают поверхностное натяжение всего лищь не более чем на 6 зрг/см . [c.347]

Таким образом, криофобные свойства полимеров относятся к категории поверхностных и зависят от таких характеристик, как краевой угол смачивания водой, критическое поверхностное натяжение смачивания, влагопоглощение. [c.108]

Криофобность в отличие от гидрофобности и других свойств полимеров исследована гораздо в меньшей степени. Изучение зависимости криофобных (антиобледенительных) свойств полимеров и полимерных материалов от их химической природы и строения показывает, что факторами, ответственными за криофобность, являются на молекулярном уровне - неполярность (или малая полярность) поверхности нолимера или субстрата, ее заполнение метильными или перфторме-тильными группами на уровне макроскопических свойств - высокий (>90°) краевой угол смачивания водой, т,е. гидрофобность поверхности, малое критическое поверхностное натяжение смачивания (<25 дин/см), практическое отсутствие влагопоглощения, [c.117]

Для оценки поверхностного натяжения твердых тел пользуются понятием критического поверхностного натяжения смачивания, которое находят по значению поверхностного натяжения той жидкости, которая при контакте с данным телом полностью его смачивала бы (краевой угол ф = О, созф = 1). Эту величину определяют из графика зависимости созф от поверхностного натяжения жидкости, экстраполируя полученную прямую до значения созф = 1 (рис. 19, а, 2). В этом случае поверхностное натяжение представлено как сила, направленная в сторону уменьшения поверхности раздела и действующая по касательной к этой поверхности. [c.61]

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]

Наряду с оценкой смачивающей способности по концентрации ПАВ в точке инверсии и скорости пропитки в последнее время получил широкое распространение еще один способ, который основан на представлении о критическом поверхностном натяжении смачивания 0кр (см. П1.3) и заключается в следующем. При растворении ПАВ поверхностное натяжение на границе жидкость — воздух постепенно уменьшается. Когда оно снизится до величины Ожг = сткр, раствор будет полностью смачивать поверхность твердого тела, у которого критическое поверхностное натяжение смачивания равно Сткр. Минимальная концентрация ПАВ, при которой достигается полное смачивание подложки, выбранной в качестве эталона, представляет количественную характеристику смачивающей способности ПАВ чем ниже эта концентрация, тем эффективнее данное вещество влияет на смачивание [33]. В рамках этой схемы переход от ограниченного смачивания (равновесный краевой угол 00 > 0°) к полному смачиванию происходит потому, что при определенной концентрации, зависящей от природы растворяемого ПАВ, на поверхности вода — воздух формируется насыщенный мономолекулярный слой, в котором молекулы ПАВ ориентированы своими полярными группами в сторону воды, а неполярными углеводородными цепями направлены в сторону воздуха. Насыщенный монослой ПАВ вызывает своеобразную гидрофоби-зацию полярной жидкости [1, 33]. При контакте такого раствора с гидрофобной низкоэнергетической твердой поверхностью (парафин, полиэтилен, тефлон и т. п.) ориентация молекул ПАВ на поверхности воды не изменяется. Поэтому поверхностное натяжение Отж на границе раствора с твердой поверхностью может быть весьма малым соприкасающиеся слои близки по своей молекуляр- [c.178]

Наглядным методом изучения свойств адсорбционных слоев на плоских твердых подкладках является оценка их смачиваемости путем измерения краевых углов, образуемых чистой жидкостью с исследуемой поверхностью. Этот метод был разработан и с большим успехом использован Цисменом с сотрудниками для измерения краевых углов разнообразных жидкостей на различных твердых поверхностях известного химического состава и физического строения. Величина краевого угла зависит, естественно, от строения как жидкости, так и твердого тела. В результате исследования одной и той же подкладки, а именно поверхности полиэтилена, состоящего исключительно из групп СНа и жидкостей различных гомологических рядов (н-алканы, н-эфиры, галоидоалкилы, спирты и сложные эфиры), построены кривые зависимости краевого угла от поверхностного натяжения жидкостей. Авторы установили, что для каждого ряда существует некоторое критическое значение поверхностного натяжения, ниже которого жидкость самопроизвольно растекается по твердой подкладке, т. е. образует краевой угол, равный нулю, или вообще не образует его. Изучение различных углевгдородов -полиэтилена, парафина и монокристаллов н-Сз Н,4 в качестве подкладок—показало, что группа СНд обладает меньшей поверхностной энергией, чем группа СНз 41]. Смачивающая способность поверхностей галоидозамещенных соединений повышается с увеличением содержания хлора и, наоборот, понижается с повышением содержания фтора. Поверхность политетрафторэтилена обладает наименьшей поверхностной энергией из всех исследованных до настоящего времени материалов и почти столь же трудно смачиваемой является поверхность поли-хлортрифторэтилена. Различия в смачивающей способности жидкостей определяются способностью к образованию водородных связей [42]. Интересно отметить, что поверхностное натяжение жидких перфторзамещенных углеводородов ниже, чем у любой другой жидкости, аналогично тому, как это имеет место и у их твердых гомологов [43]. [c.293]

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]

Минимальная работа адгезии по (I,10) будет, когда краевой угол наибольший, а косинус краевого угла принимает минимальное значение. Таким образом, задача сводится к нахождению (соз0)мин- Ее решение может быть облегчено с помощью зависимости между критической работой погружения Рс и os 0. На основе этой зависимости можно рассмотреть два типа жидкостей. К жидкостям первого типа (рис. I, 13, кривые 1—4) относятся жидкости, имеющие поверхностные натяжения в диапазоне 40,9—72,8 эрг/см Путем экстраполяции кривых до пересечения с осью абсцисс (Рс = 0) [c.39]

Закономерности образования краевых углов чистыми органическими жидкостями на поверхностях низкой энергии иллюстрируются данными, представленными на рис. 2, которые получены при изучении смачивания нескольких типов фторированных твердых поверхностей жидкими к-алканами. Каждая кривая характеризует смачивание одной и той же твердой поверхности углеводородными жидкостями разного молекулярного веса. Кривая 1 характеризует смачивание гладкого, чистого политетрафторэтилена (тефлона). Чем ниже поверхностное натяжение углеводородных жидкостей, тем выше СО30 и больше смачивание поверхности. Во всех случаях, когда величина поверхностного натяжения жидкостей ниже критического значения краевой угол 0 равен нулю. Кривая 2 построена по недавно полученным данным для нового образца промышленного сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом, кривая 3 — для совсем нового материала полиперфторпропилена . Кривые 4, 5, 6 описывают поведение жидкости на поверхности высокой энергии (чистой шлифованной платины, обычно полностью смачиваемой жидкостями), которая предварительно модифицировалась адсорбционно плотно упакованным, ориентированным монослоем перфторалкановой кислоты. Эти графики смачивания очень похожи. Подробные исследования таких систем показали, что модифицирование любой поверхности насыщенными монослоями бипо- [c.281]