4.Управление смачиванием
смачивание шероховатость адгезия когезия
Методы регулирования смачивания основаны главным образом на изменении удельных поверхностных энергий тг и тж, , а также поверхностного натяжения жидкостижг. Физический метод основан на электрической поляризации, связанной с зависимостью поверхностного натяжения электрода от его электрического потенциала (электрокапиллярность), воздействии электрических и магнитных полей, изменении температурыры, обработки поверхности твердых тел ионизирующими излучениями. Наиболее универсальный метод регулирования смачивания состоит в использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ). Растворение ПАВ в жидкости уменьшает ее поверхностное натяжение; вместе с тем возможна адсорбция ПАВ на границе твердое тело-жидкость с соответствующим изменением поверхностной энергии тж. Предварительная выдержка образцов данного твердого материала в растворе ПАВ приводит к образованию на его поверхности адсорбционных слоев, которые могут частично или полностью "экранировать" ее. Такое модифицирующее действие позволяет качественно менять характер контактного взаимодействия жидкости с твердым телом. Можно, например, гидрофобизировать гидрофильные материалы или, напротив, гидрофилизировать гидрофобные подложки.
Для улучшения смачивания водой обычно применяют смачиватели - растворимые, хорошо адсорбирующиеся, поверхностно-активные вещества, понижающее поверхностное натяжение на границе твердое тело-жидкость и одновременно на границе жидкость-воздух. При нанесении на поверхность смачивателя краевой угол, являющийся мерой смачивания, согласно уравнению (1) , уменьшается в результате снижения значений тж и ж, а смачивание соответственно возрастает.
Обычно молекулы смачивателей дифильны, что характерно для всякого поверхностно-активного вещества, и адсорбируются на поверхности воды, ориентируясь углеводородными цепями наружу в воздух, благодаря чему на поверхности воды создается как бы пленка углеводорода. Этим и объясняется понижение поверхностного натяжения раствора и повышение смачивающей способности до значений, соответствующих поверхностным натяжениям органических неполярных жидкостей.
Интересным свойством монослоев поверхностно-активных веществ является их способность переходить из раствора на твердую поверхность и образовывать на этой поверхности полимолекулярные слои. Это свойство было обнаружено еще Блоджетт на следующем опыте.
В мономолекулярный плотно упакованный слой молекул поверхностно-активного вещества, образованный на поверхности воды, осторожно вводят в вертикальном положении стеклянную пластинку. При погружении этой пластинки гидрофильная поверхность ее покрывается мономолекулярным слоем поверхностно-активного вещества, причем полярная часть молекул вещества будет обращена к полярной поверхности стекла и поверхность пластинки, таким образом, станет гидрофобной. После этого пластинку вместе с адсорбированным на ней слоем поверхностно-активного вещества осторожно извлекают из раствора. При этом на пластинке, уже адсорбировавшей мономолекулярный слой поверхностно-активного вещества, адсорбируется второй слой того же вещества, причем неполярные радикалы молекул этого слоя обращены к неполярным радикалам первого слоя, т.е. по направлению к пластинке. В результате на поверхности пластинки образуется бимолекулярный слой молекул, обращенных друг к другу неполярными радикалами, а поверхность пластинки станет снова гидрофильной. Неоднократно повторяя эту операцию, можно перенести на пластинку значительное число слоев поверхностно-активного вещества, делая поочередно поверхность пластинки то гидрофобной, то гидрофильной. [2]
- Введение
- 1. Общая характеристика процесса смачивания
- 1.1 Основной закон смачивания
- 1.2 Адгезия, когезия и теплота смачивания
- 1.3 Измерение краевого угла
- 2.Влияние различных факторов на процесс смачивания. Гистерезис смачивания
- 2.1 Влияние шероховатости на процесс смачивания
- 2.2 Влияние гетерогенности на процесс смачивания
- 3.Влияние смачивания на промышленные и природные процессы
- 4.Управление смачиванием
- 5.Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Общие сведения о ПАВ
- 6. Классификация ПАВ
- 6.1 Анионактивные ПАВ
- 6.2 Катионактивные ПАВ
- 6.3 Неионогенные ПАВ
- 3.4. Методы определения характеристик смачивания
- § 3. Смачивание и краевой угол. Работа адгезии. Теплота смачивания
- 2.5.5. Количественные характеристики процесса смачивания поверхности.
- 5. Смачивание. Адгезия.Когезия. Смачивание
- Явление смачивания и его характеристики
- Смачивание. Краевой угол и теплота смачивания. Уравнение Юнга. Влияние пав на смачивание.
- Роль смачивания в печатном процессе
- 8.5. Процессы адгезии, смачивания и
- Смачивание
- Смачивание и несмачивание Явление смачивания и его характеристики