2015-06-14
1490
Капля жидкости на твердой поверхности:
Количественно смачиваемость характеризуют равновесным углом смачивания θ на границе раздела трех фаз. Твердое тело лиофильно, т. е. смачивается жидкостью, если 0°<θ<90°, и лиофобно, т. е. не смачивается, если 90°<θ<С 180°. Угол q отсчитывают со стороны жидкости. При статическом (равновесном) смачивание он связан с поверхностным натяжением жидкости (sж), поверхностным натяжением твёрдого тела (sт) и межфазным натяжением на границе твёрдое тело - жидкость (sтж)
Сумма проекций всех сил равна нулю (для состояния равновесия).
- уравнение Юнга
Величиной угла q оценивают лиофильность или лиофобность поверхностей по отношению к различным жидкостям. На лиофильной поверхности жидкость растекается, т. е. имеет место частичное (0° <q< 90°) или полное смачивание (q® 0°); на лиофобной — растекания не происходит (q>90°). Краевой угол зависит от соотношения сил сцепления молекул жидкости с молекулами или атомами смачиваемого тела (адгезия) и сил сцепления молекул жидкости между собой (когезия).
На практике краевой угол смачивания больше 1600 редко бывает.
Из уравнения Юнга следует, что для лучшего смачивания необходимо понижать σЖ полимерного раствора (расплава) и поверхность твердого тела имела максимальную σТ и значение σТЖ было наименьшим.
Критерием полноты смачивания является работа адгезии Wa.
Адгезия – прилипание (сцепление поверхностей) разнородных тел. Когезия – явление сцепления поверхностей разнородных тел, обусловленной межмолекулярным или химическим взаимодействием.
Энергия смачивания проявляется в виде тепла, т.е. внешнее проявление работы адгезии – тепловой эффект смачивания. Иногда он соизмерим с тепловым эффектом химической реакции (в том случае если смачивание сопровождается хемосорбцией - это один из самых лучших вариантов создания прочного адсорбционного слоя на поверхности).
- уравнение Дюпре
Оно отражает закон сохранения энергии при адгезии. Из него следует, что работа адгезии тем больше, чем больше поверхностные натяжения исходных компонентов (sт и sж), и чем меньше конечное межфазное натяжение (sтж).
В уравнении Дюпре легко определяется параметр - (sтж).
Если в уравнении Юнга выразить 
и подставив в уравнение Дюпре получим:
- уравнение Дюпре-Юнга.
В этом уравнении отсутствуют трудно определяемые величины 
.
Иногда для характеристики смачивания пользуются не абсолютной работой адгезии Wa, а относительной Wотн.
Работа когезии определяется как работа необходимая для разрыва однородной объемной фазы (отнесенная к единице поверхности):
Wk= 2sж.
Иногда (используется в тех случаях, когда нельзя померить θ) для характеристики смачивания пользуются коэффициентом растекания:
