Краевого угла, метод измерения

При исследовании адгезионных свойств состава МК-1 для него были определены следующие показатели поверхностное натяжение, краевой угол смачивания, способность сохранять на поверхности металла непрерывный слой, работа адгезии. Измерение поверхностного натяжения производилось на границе с воздухом с помощью прибора Ребиндера [66], а измерение краевого угла смачивания - при помощи универсального проекционного аппарата с оптической скамьей по методу "лежащей капли" [71 ]. Работу адгезии вычисляли по уравнению Дюпре - Юнга [71 ] [c.47]

В методах капиллярного поднятия и отрыва кольца существенную роль играет смачивание исследуемой жидкостью поверхности частей прибора — стенок капилляра или металла кольца, т. е. краевой угол смачивания. Так как определить краевой угол при таком измерении крайне затруднительно, то эти методы применяют только в условиях полного смачивания. Для чистых жидкостей это условие почти всегда легко соблюдается, тогда как в растворах, особенно поверхностно-активных веществ, оно часто практически не достигается. По этой же причине и для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидкостей эти методы также мало применимы. В связи с этим в ряде случаев следует предпочесть методы, в которых смачивание не играет роли. Это методы наибольшего давления пузырьков, неподвижной капли, взвешивания капли. Они пригодны для измерения поверхностного натяжения для любых границ раздела. [c.12]

Шелудко с сотр. [109] предложил два оригинальных метода определения краевых углов в микроскопических горизонтальных пенных пленках. Первый —топографический метод — пригоден для определения малых краевых углов (приблизительно до 2°). Угол по этому методу определяют из параметров колец Ньютона, наблюдаемых при освещении мениска круглой микроскопической пленки. Точность измерения достигает 5 для углов 1°. Для определения больших краевых углов, возникающих обычно во вторичных (ньютоновских) черных пленках, предложен метод расширения . При образовании толстой пленки радиуса с нулевым краевым углом ее переход ко вторичной черной пленке происходит при постоянном объеме двояковогнутой линзы. В равновесном состоянии черная пленка с большим краевым углом будет иметь новый радиус > г . Зная форму двояковогнутой линзы до и после образования черной пленки, можно определить краевой угол. Погрешность данного метода для 0 10° составляет 2. [c.80]

Краевой угол по отношению и стеклу также может быть определен путем измерения поверхностного натяжении жидкости посредством двух методов одного не зависящего, а другого зависящего от краевого угла. Таковы, например, методы максимального давления пузырька и капиллярного поднятия (стр. 51 и 56). [c.56]

Сущность метода отрыва кольца, серьги или пластинки [,8-11] заключается в измерении силы Р, необходимой для отрыва кольца, серьги или пластинки от поверхности жидкости. Краевой угол смачивания должен быть равен нулю. Сила, необходимая для отрыва, измеряется торзионными весами, а поверхностное натяжение определяется как р [c.96]

Все величины, входящие в формулу (11,25), кроме б, определяются экспериментально, что позволяет рассчитать краевой угол. При определении краевых углов в случае смачивания твердых фаз собственными расплавами погрешность в измерениях, полученных выше указанным методом (см. рис. 11,9), достигает 1,5° при абсолютных значениях краевых углов, равных 15—30°. [c.62]

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]

Измерение краевого угла для порошков может быть проведено по отношению к специально приготовленному препарату. Препарат представляет собой пластину с нанесенным на нее монослоем порошка. Подобный метод измерения краевого угла применялся, в частности, для определения смачивания жидкостью частиц кварца и цинковой обманки В качестве препарата применялся канадский бальзам в толуольном растворе, нанесенный на пластинку. После испарения толуола на пластинке оставался тонкий слой бальзама, на который наносился испытуемый порошок. Этот порошок (диаметр частиц которого составляли 2—14 или 14—55 мкм) образовывал слой прилипших частиц на этот слой наносилась капля воды и измерялся краевой угол [c.69]

Таблица IV, 3. Краевой угол для пузырьков воздуха, измеренный тремя различными методами

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]

Смачивание расплавами стекол платины и ее сплавов изучали с целью выбора материала фильер Краевой угол определяли методом замораживания капли, для чего производили резкое охлаждение капли расплава на металле. Для контроля проводили измерение краевого угла расплава капли. Получены следующие результаты [c.273]

Влияние ПАВ на смачивание системы твердая поверхность — капля воды (нефти) — капля нефти (воды). Смачивание породы при добавлении ПАВ количественно можно оценить прй помощи измерения краевого угла методом лежащей капли (см., 7). В связи с плохой видимостью воды в нефти измеряют краевой угол при нахождении капли нефти в водной среде [c.336]

Методика измерения краевых углов при смачивании твердых тел жидкостями в присутствии сжатых газов была разработана П. Е. Большаковым [7], который применил для этой цели метод Ребиндера. Принцип метода состоит в том, что на исследуемую поверхность наносят каплю жидкости и проектируют изображение этой капли на экран. Полученную проекцию можно сфотографировать или непосредственно на экране измерить краевой угол. [c.391]

Краевой угол для воды и низших углеводородов на стенке стеклянного капилляра мал. Д.1я большинства других жидкостей он меньше 10°. Расчет по уравнению (11.181) показывает, что относительная погрешность, обусловленная приравниванием этого угла в стеклянном капилляре нулю, не превышает 1,5%. Измерение высоты капиллярного поднятия лежит в основе одного из более точных методов определения поверхностного натяжения жидкостей. [c.107]

Однако Фрумкин и др. [159] провели измерения на ртути и пришли к выводу, что поверхностное натяжение на межфазной границе твердое тело/газ не постоянно вследствие наличия на поверхности ртути (между ней и газовым пузырьком) слоя адсорбированного электролита. Эти измерения дали значения п.н.з., которые на 10—80 мв отличались от э. к. м. Указанная работа была направлена на то, чтобы показать, что предположение о независимости от потенциала может быть необоснованным, т. е. уравнение (20) может и не выполняться. Однако это не означает, что н, н. 3. не может быть найден этим методом. Его можно было бы найти, если бы удалось установить простую зависимость между со8 0 и поверхностным натяжением твердого тела. Дальнейшие исследования [160, 161] подтвердили наличие слоя раствора между газовым пузырьком и поверхностью электрода, и было высказано предположение о том, что толщина этого слоя изменяется с поляризацией и становится минимальной при п. н. з. Если это действительно так, то максимальный краевой угол все же должен быть при п.н.з. [c.211]

Смачивание твердых тел исследовали в основном посредством измерения краевого угла отдельных капель чистых жидкостей, расположенных на гладких твердых поверхностях. Как показано на рис. 1, краевой угол 6 можно измерить или непосредственным визуальным наблюдением жидких капель, или некоторыми косвенными методами. В наиболее известном из прямых визуальных методов используется прибор, описанный впервые Зисманом и Фоксом 151, так называемый гониометр для измерения краевого угла. В этом выпускаемом сейчас промышленностью приборе контур капли рассматривается через угломерный окуляр микроскопа с небольшим увеличением и краевые углы измеряются непосредственно по делениям угломера. Другой метод заключается в проецировании увеличенного изображения капли на экран и в измерении краевого угла при помощи транспортира [6]. Форт и Паттерсон Ъи" [c.341]

Другой, не менее важный недостаток метода капиллярного поднятия связан с тем, что для расчета 012 исследуемой жидкости по формулам (4.2) — (4.4) в общем случае необходимо знать краевой угол смачивания i . Но для данной капиллярной трубки он зависит от природы и состава смачивающей жидкости, от термовакуумной обработки измерительного прибора, температуры исследования и проч. Однако определить краевой угол смачивания в капиллярной трубке одновременно с измерением в ней высоты поднятия жидкости практически невозможно, если не считать некоторых частных случаев. Измерять же краевые углы смачивания отдельно, например на плоской подложке из того же материала, из которого сделана капиллярная трубка, а затем учитывать их при расчете поверхностного натяжения по формулам (4.2) — (4.4), не имеет смысла по понятным причинам неадекватности измерений и Л. [c.112]

Поверхностное натяжение металлов. Точное измерение поверхностного натяжения металлов сопряжено с большими трудностями, связанными в основном с двумя обстоятельствами во-первых, металлы легко вступают в соединение с газами с образованием продуктов, покрывающих поверхность металла сплошным слоем, имеющим значительно меньшее поверхностное натяжение, чем чистый металл во-вторых, когезия в металлах настолько высока, а адгезия к другим твёрдым телам сравнительно настолько мала, что краевой угол, образуемый металлами с другими твёрдыми телами, нередко слишком велик, чтобы можно было пользоваться обычными методами измерений. [c.217]

Другой метод заключается в измерении толщины капли жидкости, покоящейся на горизонтальной пластинке, или пузырька под пластинкой. При больших размерах капли или пузырька, когда кривизной в вершине можно пренебречь, рассматривая эту часть поверхности как плоскость, краевой угол вычисляется из уравнения [c.244]

Фергюсоном было также разработано два остроумных метода измерения поверхностного натяжения весьма малых количеств жидкости (1—2 см ). В этих методах измеряется давление, выпрямляющее мениск на конце капилляра в плоскую поверхность для капилляров, настолько узких, что мениск имеет сферическую форму, это давление равно 2 - г. В одном из этих вариантов капилляр вертикален, а в другом горизонтален, причём в последнем случае не требуется определять плотность жидкости. Как и во всех других вариантах капиллярного метода, краевой угол должен быть равеи нулю [c.476]

Для измерений использовали метод фотографирования Наблюдения за процессом растекания капли жидкости позволили определить диаметр капли в начальный момент времени, величину предельного радиуса растекания и время, необходимое для этого. По известному объему капли v и среднему диаметру отпечатка d можно было вычислить краевой угол 0 по уравнению [c.189]

Более точная теория учитывает отклонения формы мениска от сферической и вес самого мениска выше наинизшей точки его, от которой отсчитывается высота столба к. Для точности результатов измерений очень существенно, чтобы краевой угол между стенкой капилляра и жидкостью на границе с воздухом был равен нулю. Это условие должно строго выполняться. Кроме того, необходимо, чтобы сечение трубки было одинаковым и радиус ее точно измерен. Существует ряд модификаций этого метода. Так, например, измеряют давление, необходимое для предотвращения поднятия жидкости в трубке, или [c.261]

Метод отрыва кольца может быть видоизменен путем применения длинной вертикальной пластинки или прямой проволоки вместо кольца. Метод может быть применен и для измерения поверхностного натяжения на границе двух жидких фаз, однако лишь при условии, что краевой угол между кольцом и жидкостью, из которой оно вытягивается, равен нулю. [c.265]

Поверхностное натяжение, а с ним и краевой угол очень чувствительны к состоянию поверхностей раздела, к их чистоте. Методы измерения поверхностного натяжения и краевого угла изложены в работах [3—5]. [c.55]

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]

В углеводородных пленках разница натяжений была впервые точно определена Хэйдоном и Тейлор [155] с использованием метода плавающей линзы для измерения краевого угла. ПЛенку полу чали из раствора моноолеина в -декане. Межфазное натяжени< на поверхности раздела объемных фаз было равно 3,72 дин1см краевой угол 1°52, а разница межфазных натяжений Ао = = 0,00197 дин/см. [c.124]

Для определения размера частиц дисперсной фазы эмульсии и ее фракцио1шого состава использовали метод спектра мутности, основанный на измерении оптической ПJ oтнo ти системы методом сравнения со стандартными системами с помощью фотоэлектроколориметра ФЭК-56М [3]. Краевой угол смачивания определяли с помощью прибора Х-В, поверхностное натяжение — сталагмометром, количество коагулята и процесс самопроизвольного эмульгирования — визуально. [c.88]

Этот метод имеет два недостатка. Во-первых, таким способом непосредственно измеряют V или изменения у, а не я. В результате любой температурный дрейф или случайные примеси приводят к изменениям что может быть ошибочно приписано изменению поверхностного давления. Во-вторых, в то время как для чистых жидкостей обеспечить нулевой краевой угол обычно не так уж трудно, при изучении поверхностей, покрытых пленками, это не всегда удается, поскольку поверхностно-активное вещество, образующее пленку, может адсорбироваться на пластинке. Уменьшению краевого угла может способствовать шероховатость пластинки. Литературу по методическим воп юсам использования метода пластинки Вильгельми можно найти в обзоре Гэйнса 37]. Однако установка для измерений с помощью пластинки Вильгельми относительно проста и дешева и может давать столь же точные результаты, как и описываемые ниже пленочные весы. [c.96]

Далеко не всегда исследователь р асполагает достаточно большим образцом изучаемого твердого материала и достаточным объемом жидкости, необходимыми для измерения краевого угла по методу наклоняющейся пластинки. В таких случаях для определения краевых углов, как правило, используют каплю жидкости или газовый пузырек (рис. УИ-4). Зисман и др. [31] рассматривают каплю, сидящую на поверхности образца, под горизонтальным микроскопом с гониометрической шкалой, позволяющей непосредственно измерять краевой угол. Лежа и Полинг [32] сажают каплю или пузырек на отражающую (зеркальную) поверхность и фотографируют их под небольшим углом. При этом угол встречи прямого и отраженного изображения равен удвоенному краевому углу. Оттевил [33] разработал метод прижатого пузырька , в котором пузырек, контактирующий с твердой иоверхностью, формиру- [c.275]

Известные косвенные лабораторные методы связаны с шсокой способностью поверхностно-активных веществ снижать поверхностное натяжение G на границе раздела вода-утлеводородная среда уже при очень низком их содержании в бензине. Для этой цели используется стандартный метод определения поверхностного натяжения А5Ш-Д-971-56 [15] с помощью специального тензиометра Дю Нуи [16,17]. Метод заключается в измерении усилия F, необходимого даш отрыва от поверхности жидкости (гептан, толуол), содержащей присадку, тонкого платинового кольца радиуса хорошо омачиваемого жидкостью (краевой угол смасивания V= 0°). В первом приближении считают, что связь поверхностного натяжения с силой отрыва F определяется по форауле [c.11]

Один из этих методов предусматривает непосредственное измерение краевого угла по форме капли, находящейся на пластинке Каплю проектируют на экран (рис. 11,1), добиваясь максимальной резкости в изображении контура капли. При измерении краевого угла таким методом необходимо зарисовать по проекции или сфотографировать форму капли. На снимке или на рисунке проекции капли проводят касательную в точке пересечения контура капли с подложкой и измеряют угол наклона этой касательной (см. рис. II, 1). Возможная ошибка измерения краевого угла может составлять 3—5°. Краевой угол очень малых капель измеряют, исходя из предположения, что капля сферична >2о-122 Это несколько повышает точность измерения, хотя и в данном случае она составляет 1—2°. [c.52]

К сожалению, величину fsv не удается измерить ни для какой даже очень гладкой твердой поверхности низкой энергии. Важно подчеркнуть, что все сказанное о свойствах поверхностей высокой энергии и о величине как о важном поправочном члене уравнения (10), не обязательно справедливо в отношении поверхностей низкой энергии. Напротив, имеется много косвенных экспериментальных доказательств того, что всякий раз, когда жидкость образует на твердом теле большой краевой угол, поверхность этого тела адсорбирует некоторое количество пара этой жидкости. Используя новый потенциометрический метод изучения адсорбции, Бевиг и Зисман показали, что некоторая, хотя и незначительная, адсорбция большинства парообразных веществ наблюдается даже на таких поверхностях, как поверхность гладкого и чистого тефлона или сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Многочисленные измерения адсорбции при комнатной температуре, проведенные недавно Мартини на весах Мак-Бена—Бакра, во всем диапазоне относительных давлений р/р (от О до 1) показали, что на многих веществах пары адсорбируются лишь на части поверхности, образуя очень мало заполненный монослой. Отсюда, для всех жидкостей с много меньшим, чем величина сравнительно с [c.295]

Непосредственно вычислить коэффициент растекания масел при помощи уравнения Гаркипса невозможно, так как неизвестен метод измерения поверхностного натяжения твердого тела на границе с жидкостью, а поверхностное натяжение твердого тела на границе с воздухом оценивается лишь приближенно. S определяют как разность работы адгезии Wa и работы когезии W В свою очередь Wa = <Тж-г(1 4- os 0), а VF = 2a .r, О — краевой угол смачивания, образуемый поверхностью твердого тела и касательной к поверхности капли жидкости, помещенной на это твердое тело (см. рис. 209). Величина краевого угла является [c.461]

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]

Кольцо должно вполне смачиваться жидкостью. В случае платиновых колец, подвешенных на платиновых стременах, это обычно легко достигается кратковременным прокаливанием кольца в пламени. Метод отрыва мэжет быть также применён для измерения межфазного натяжения между двумя жидкостями, но в этом случае необходимо следить за краевым углом, так как на границе твёрдого тела с двумя жидкостями нулевой краевой угол встречается реже, чем а границе с одной жидкостью и воздухом. Необходимо избггать либрация прибора. [c.491]

К сожалению, величину fsv не удается измерить ни для какой даже очень гладкой твердой поверхности низкой энергии. Важно подчеркнуть, что все сказанное о свойствах поверхностей высокой энергии и о величинекак о важном поправочном члене уравнения (10), не обязательно справедливо в отношении поверхностей низкой энергии. Напротив, имеется много косвенных экспериментальных доказательств того, что всякий раз, когда жидкость образует на твердом теле большой краевой угол, поверхность этого тела адсорбирует некоторое количество пара этой жидкости. Используя новый потенциометрический метод изучения адсорбции, Бевиг и Зисман показали, что некоторая, хотя и незначительная, адсорбция большинства парообразных веществ наблюдается даже на таких поверхностях, как поверхность гладкого и чистого тефлона или сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом. Многочисленные измерения адсорбции при комнатной температуре, проведенные недавно Мартини на весах Мак-Бена—Бакра, во всем диапазоне относительных давлений р/ро (от О до 1) показали, что на многих веществах пары адсорбируются лишь на части поверхности, образуя очень мало заполненный монослой. Отсюда, для всех жидкостей с много меньшим, чем величина сравнительно с Ш а должна быть очень небольшой. Те же самые выводы для аналогичных температурных условий справедливы по отношению к другим твердым поверхностям низкой энергии (таким, как полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и т. п.) при смачивании их жидкостями с поверхностным натяжением, много большим, чем у данного твердого тела. [c.295]

Непосредственное измерение краевых углов представляет известные затруднения. Одним из наиболее удобных является метод наклонной пластинки, иллюстрируемый рис. 6. Пластинка исследуемого твердого тела Т погружается в жидкость и наклоняется до тех пор, пока визуаль -ное наблюдение не покажет, что уровень жидкости по линии контакта ее с пластинкой х горизонтален тогда 9 представит собой краевой угол. Ряд других методов заключается в непосредственной оценке [c.252]