Cтраница 3
Следовательно, по определению, критическое поверхностное натяжение смачивания равно поверхностному натяжению жидкости, при котором происходит переход от ограниченного смачивания к полному. Поскольку значение критического поверхностного натяжения смачивания не зависит от свойств жидкостей, а определяется только природой твердой поверхности, Цисман предложил использовать величину ОКР для характеристики поверхностных свойств твердого тела. В частности, критическое поверхностное натяжение смачивания полимеров и адсорбционных пленок органических веществ весьма чувствительно к составу функциональных групп, выходящих на наружную поверхность, и к плотности упаковки молекул твердой фазы в поверхностном слое. [31]
Эффективные барьерные смазки были получены также при загущении твердыми фторированными спиртами смеси фторированных диэфиров двухосновной кислоты, фторированного трансформаторного масла и перфторэфиров. Пленки образцов таких барьерных смазок имеют величину критического поверхностного натяжения смачивания 11 - 14 мН / м и сохраняют олеофобные свойства на различных металлах ( сталь, медь, латунь, дюралюминий) при толщине слоя 10 мкм. [32]
Если рассмотренная зависимость изображается в виде прямолинейной полосы, в качестве критического поверхностного натяжения смачивания твердого тела ( ус) выбирают значение, получающееся при пересечении линии cos8 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 YSD T - е - позволяет оценить удельную свободную поверхностную энергию твердого тела. [33]
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. [34]
Эта зависимость позволяет предположить существование аналогичной связи параметра растворимости твердого тела с его пов г. шостной энергией. И действительно, была обнаружена [131] корреляция параметра растворимости полимеров и критического поверхностного натяжения смачивания. [35]
Весьма существенное возражение против отождествления YT и YK вытекает из результатов работы [164], в которой было показано, что коэффициенты растекания на воде различных жидкостей являются линейной функцией их поверхностного натяжения. Казалось бы, эта величина должна была бы по аналогии с критическим поверхностным натяжением смачивания служить оценкой поверхностного натяжения подложки. [36]
Если адсорбционный слой любого пара заполняет значительную часть поверхности твердого тела, ее состав, строение, величина ус и другие свойства будут неизбежно приближаться к составу, строению и другим характеристикам адсорбционной пленки. Так, например, при значительном заполнении поверхности кристалла гекса-триаконтана адсорбционным монослоем тетрахлорэтана ( yLV 36 3) критическое поверхностное натяжение смачивания должно неизбежно возрасти от начальной величины 22 до величины 43 дин / см, характерной для поверхности, богатой хлором. Y, величина fsv очень мала. Возможно, что эта величина как поправка становится более значительной для жидкостей, имеющих значение YLV близкое к ус, или меньше его. [37]
Если адсорбционный слой любого пара заполняет значительную часть поверхности твердого тела, ее состав, строение, величина ус и другие свойства будут неизбежно приближаться к составу, строению и другим характеристикам адсорбционной пленки. Так, например, при значительном заполнении поверхности кристалла гекса-триаконтана адсорбционным монослоем тетрахлорэтана ( yLV 36 3) критическое поверхностное натяжение смачивания должно неизбежно возрасти от начальной величины 22 до величины 43 дин / см, характерной для поверхности, богатой хлором. Возможно, что эта величина как поправка становится более значительной для жидкостей, имеющих значение yLV, близкое к ус, или меньше его. [38]
То, что полярные адгезивы действительно не образуют прочных соединений с неполярными твердыми поверхностями, должно следовать из того факта, что жидкие полярные адгезивы имеют обычно более высокое критическое поверхностное натяжение смачивания ус, чем неполярные поверхности, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться слабое смачивание. Это должно вызывать ранее уже упоминавшиеся трудности, связанные с образованием при растекании адгезива газовых пузырьков, что ведет, если значение 9 становится большим, к появлению в соединении концентраций напряжения. Неполярные адгезионные жидкости имеют обычно более низкое поверхностное натяжение yLV, чем критическое поверхностное натяжение смачивания ус полярных твердых поверхностей, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться хорошее смачивание и растекание. Однако многие неполярные клеи весьма гидрофоб-ны, а многие полярные поверхности в некоторой степени гидрофильны и, следовательно, могут адсорбировать какое-то количество воды. [39]
То, что полярные адгезивы действительно не образуют прочных соединений с неполярными твердыми поверхностями, должно следовать из того факта, что жидкие полярные адгезивы имеют обычно более высокое критическое поверхностное натяжение смачивания ус, чем неполярные поверхности, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться слабое смачивание. Это должно вызывать ранее уже упоминавшиеся трудности, связанные с образованием при растекании адгезива газовых пузырьков, что ведет, если значение 0 становится большим, к появлению в соединении концентраций напряжения. Неполярные адгезионные жидкости имеют обычно более низкое поверхностное натяжение yLV, чем критическое поверхностное натяжение смачивания уе полярных твердых поверхностей, и, следовательно, в данном случае должно наблюдаться хорошее смачивание и растекание. Однако многие неполярные клеи весьма гидрофоб-ны, а многие полярные поверхности в некоторой степени гидрофильны и, следовательно, могут адсорбировать какое-то количество воды. [40]
Криофобностъ 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 метилышми 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. [41]
В качестве примера вещества, хорошо растекающегося на металлах, но не способного растекаться на плавленом кварце, боро-силикатном стекле и на а - А12О3 можно привести бис - ( 2-этилгексил) - себацинат - соединение с высокой температурой кипения. На указанных гидратированных поверхностях неметаллических материалов данный эфир гидролизуется до 2-этилгексановой кислоты. Критическое поверхностное натяжение смачивания плотно упакованного монослоя 2-этилгексановой кислоты71 составляет примерно 28 дин / см. Так как при 20 С поверхностное натяжение указанного сложного эфира равно 31 1 дин / см и у. При смачивании металлов в условиях обычной относительной влажности адсорбированный эфир не контактирует с ранее адсорбированной водой и, таким образом, не может подвергаться гидролизу. Отсюда уц о 7Г; и сложный эфир должен свободно растекаться на своей адсорбционной пленке и, следовательно, на металлической поверхности. [42]
Критическое поверхностное натяжение смачивания 0кр находят экстраполяцией линейного участка экспериментальной зависимости созбнт / ( Тжг) вплоть до пересечения с прямой cos6HT 1, параллельной оси абсцисс ( см. рис. III. Поскольку при ожг Окр происходит переход от ограниченного смачивания данного твердого тела к полному смачиванию, величину акр точнее называть критическим поверхностным натяжением полного смачивания. Однако термин критическое поверхностное натяжение смачивания применяется сейчас настолько широко, что, по-видимому, уже нецелесообразно заменять его другим. [43]
Следовательно, по определению, критическое поверхностное натяжение смачивания равно поверхностному натяжению жидкости, при котором происходит переход от ограниченного смачивания к полному. Поскольку значение критического поверхностного натяжения смачивания не зависит от свойств жидкостей, а определяется только природой твердой поверхности, Цисман предложил использовать величину ОКР для характеристики поверхностных свойств твердого тела. В частности, критическое поверхностное натяжение смачивания полимеров и адсорбционных пленок органических веществ весьма чувствительно к составу функциональных групп, выходящих на наружную поверхность, и к плотности упаковки молекул твердой фазы в поверхностном слое. [44]
Следовательно, по определению, критическое поверхностное натяжение смачивания равно поверхностному натяжению жидкости, при котором происходит переход от ограниченного смачивания к полному. Поскольку значение а не зависит от свойств жидкостей, а определяется только природой твердой поверхности, Цисман предложил испотьзовать величину af для характеристики поверхностных свойств твердого тела. В частности, критическое поверхностное натяжение смачивания полимеров и адсорбционных пленок органических веществ весьма чувствительно к составу функциональных групп, выходящих на наружную поверхность, и к плотности упаковки молекул твердой фазы в поверхностном слое. [45]