Критическое поверхностное натяжение - смачивание
Cтраница 2
Если рассмотренная зависимость изображается в виде прямолинейной полосы, в качестве критического поверхностного натяжения смачивания твердого тела ( ус) выбирают значение, получающееся при пересечении линии созб 1 с нижней границей полосы. Конечно, найденное таким образом значение не столь точно, как критическое поверхностное натяжение смачивания, определенное в опытах с одним гомологическим рядом жидкостей, тем не менее часто эта величина оказывается даже более полезной, так как она характеризует собственно твердое тело. Этот эмпирический параметр дает хорошую относительную характеристику YS T - е - позволяет оценить удельную свободную поверхностную энергию твердого тела. [17]
При изучении смачивания различных видов поверхностей было установлено, что наименьшей величиной критического поверхностного натяжения смачивания обладают поверхности, состоящие из плотно упакованных ориентированных метальных групп. Наиболее плотно метильные группы расположены в плоскости спайности монокристалла высшего парафина, например м-гексатриаконтана. Менее плотное расположение наблюдается у конденсированных адсорбированных монослоев жирных кислот с высоким молекулярным весом. [18]
 |
Определение критического поверхностного натя - нию cos ф 1 определить значе-жения смачивания по Цисману. ние той ЖИДКОСТИ которая образует нулевой угол смачивания на. [19] |
Это значение уж, при котором cos ф 1, было названо критическим поверхностным натяжением смачивания ук. [20]
Плодотворность подхода Зисмана подтвердилась в многочисленных последующих исследованиях, которые показали, что критическое поверхностное натяжение смачивания объективно отражает не только химическую природу полимера [49, 52], ной изменение химического состава [53-56, 58] и структуры [54, 55, 57] поверхностных слоев полимеров под влиянием различных реагентов или механических воздействий. [21]
Все перечисленные соображения свидетельствуют об известной ограниченности оценки поверхностной энергии полимеров по результатам измерения критического поверхностного натяжения смачивания. Тем не менее несмотря на отсутствие достаточно строгого обоснования предложенного Цисманом параметра ук, польза от введения в практику этой характеристики несомненна. Имеется обширный экспериментальный материал, показывающий четкую корреляцию величины ут с адгезионной прочностью в различных системах. [22]
Систематические исследования температурной зависимости краевых углов и других параметров, характеризующих смачивание ( работа адгезии, критическое поверхностное натяжение смачивания), начали проводиться только в самые последние годы. [23]
 |
Краевой угол 0 смачивания на границе между клеем ( 1 и подложкой ( 2. [24] |
Значения уп и укп не поддаются непосредственному экспериментальному определению, поэтому для оценки смачиваемости часто пользуются эмпирической характеристикой - критическим поверхностным натяжением смачивания ус. Клей полностью смачивает полимерный материал при ук ус. Из условия смачивания следует также, что, например, расплавленный ПЭ с критическим поверхностным натяжением 31 мН / м должен иметь отличное сцепление с отвержденными эпоксидной, меламино - или карбами-до-формальдегидной смолой и другими ПМ, имеющими более высокое значение критического поверхностного натяжения. Сополимер тетрафторэтилена с гекса-фторпропиленом, критическое поверхностное натяжение которого равно 16 2 мН / м, должен бы быть хорошим клеем для любых конструкционных материталов. [25]
Таким образом, криофобные свойства полимеров относятся к категории поверхностных и зависят от таких характеристик, как краевой угол смачивания водой, критическое поверхностное натяжение смачивания, влагопоглощение. [26]
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. § III. При растворении ПАВ поверхностное натяжение на границе жидкость - воздух постепенно уменьшается. Когда оно снизится до величины стшг сткр, раствор будет полностью смачивать поверхность твердого тела, у которого критическое поверхностное натяжение смачивания равно Окр. В рамках этой схемы переход от ограниченного смачивания ( равновесный краевой угол Эо 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. ПАВ на поверхности воды не изменяется. [27]
 |
Краевые углы для ряда жидких н-алканов на фторированных твердых поверхностях. Критическое поверхностное натяжение смачивания 7с определяется точкой пересечения линий cos 0 1 и 0 / ( Yr. v. [28] |
Как следует из рис. 2, величина критического поверхностного натяжения ус при смачивании жидкими углеводородами тефлона примерно равна 18 5 дин / см. Кривые 2 и 3 смещены вниз так, что и величина критического поверхностного натяжения смачивания несколько снижена, соответственно до 17 и 15 дин / см. Это снижение вызвано введением в полимер трифторме-тильных групп; снижение оказывается тем большим, чем выше в поверхностном слое концентрация этих СР3 - групп. [29]
Современные представления о механизме растекания в общем виде могут быть сформулированы следующим образом: каждая органическая жидкость или любая другая жидкость с низкой свободной поверхностной энергией при обычных температурах всегда хорошо растекается на гладких, чистых поверхностях высокой энергии, если только адсорбционный слой на твердом теле не образует поверхности низкой энергии с критическим поверхностным натяжением смачивания, меньшим, чем поверхностное натяжение жидкости. Вследствие резко выраженного локального характера сил взаимодействия между атомами твердой поверхности и молекулами органической жидкости, а также между молекулами самой жидкости монослой адсорбированных молекул всегда превращает исходную твердую поверхность в поверхность низкой энергии, обладающую такой же смачиваемостью, как и сплошное тело того же поверхностного состава. [30]
Страницы: 1 2 3 4