Краевая угла - натекание
Cтраница 2
При смачивании жидкостями, молекулы которых настолько велики, что они не в состоянии проникнуть между молекулами адсорбционного слоя, кинетический гистерезис может отсутствовать. Например, при контакте йодистого метилена с монослоями октадециламина, адсорбированными из различных растворителей, краевые углы натекания и оттекания различаются лишь в пределах ошибки измерения. Следует в связи с этим отметить, что йодистый метилен имеет сравнительно высокое поверхностное натяжение ( 50 8 мДж / м2 при 20 С) и поэтому образует большие краевые углы с большинством органических веществ. Вместе с тем он медленно испаряется при комнатной температуре. [16]
Поэтому, в отличие от равновесных систем, реальный физический смысл здесь имеют, как правило, только краевые углы натекания. [17]
Влияние ПАВ на кинетический гистерезис во многом зависит от строения и состава адсорбционных слоев, образующихся на твердой поверхности. Если ориентация дифильных молекул такова, что функциональные группы, обращенные в сторону жидкой фазы, затрудняют перемещение периметра смачивания, краевые углы натекания и оттекания растут с увеличением концентрации ПАВ. Такая зависимость наблюдается при смачивании гидрофильных поверхностей водными растворами ПАВ, которые могут оказывать гидрофобизующее действие. Например, при смачивании гидрофильной поверхности йодистого серебра водным раствором додецилпиридинбромида максимальные краевые углы натекания и оттекания соответствуют насыщенному адсорбционному слою с параллельной и перпендикулярной ориентацией молекул ПАВ ( см. рис. V. В промежуточной области концентраций, в которой ПАВ оказывают гидрофилизующее действие ( формируется смешанный монослой), оба краевых угла уменьшаются. Максимальный кинетический гистерезис в этой системе имеет место при экстремальных значениях краевых углов. [18]
 |
Теоретические зависимости ( по краевых углов натекания ( 1 и оттекания ( 2 от доли РЦ хорошо смачиваемых участков. Кривая 3 рассчитана по уравнению. [19] |
Из рассмотренной модели следует также, что краевые углы натекания и оттекания неодинаково зависят от соотношения площадей участков твердой поверхности с различным поверхностным натяжением. При натекании торможение вызывают участки, которые смачиваются сравнительно плохо. Поэтому краевые углы натекания изменяются особенно резко при небольшой доле площади участков, которые смачиваются хуже. [20]
При избирательном смачивании неоднородных поверхностей, на которых имеются и гидрофильные, и гидрофобные участки ( таковы полярные полимеры), ПАВ в ряде случаев не оказывают сколько-нибудь существенного влияния на краевые углы. Эти ПАВ растворимы в воде и могут сильно снижать поверхностное натяжение на границе вода - масло. Тем не менее краевые углы натекания и отте-кания в широком интервале концентраций от 10 - 6 до 10 - 2 моль / л остаются в большинстве случаев постоянными. [22]
Влияние ПАВ на кинетический гистерезис во многом зависит от строения и состава адсорбционных слоев, образующихся на твердой поверхности. Если ориентация дифильных молекул такова, что функциональные группы, обращенные в сторону жидкой фазы, затрудняют перемещение периметра смачивания, краевые углы натекания и оттекания растут с увеличением концентрации ПАВ. Такая зависимость наблюдается при смачивании гидрофильных поверхностей водными растворами ПАВ, которые могут оказывать гидрофобизующее действие. Например, при смачивании гидрофильной поверхности йодистого серебра водным раствором додецилпиридинбромида максимальные краевые углы натекания и оттекания соответствуют насыщенному адсорбционному слою с параллельной и перпендикулярной ориентацией молекул ПАВ ( см. рис. V. В промежуточной области концентраций, в которой ПАВ оказывают гидрофилизующее действие ( формируется смешанный монослой), оба краевых угла уменьшаются. Максимальный кинетический гистерезис в этой системе имеет место при экстремальных значениях краевых углов. [23]
Этот вопрос был детально исследован и проанализирован Бак-стером и Касси [8], показавшими, что гидростатический напор, необходимый для продавливания воды через сухую ткань, зависит от структуры ткани и от краевого угла натекания на границе раздела волокно - вода - воздух. Сопротивляемость же ткани смачиванию при данной структуре связана со значениями краевого угла оттекания. Наиболее выгодная структура характеризуется достаточно свободной упаковкой нитей, которые распределены равномерно и достаточно жестки, чтобы оказать сопротивление более тесному сближению. Кроме того, ткань должна обладать низким объемным весом. Если краевые углы натекания и оттекания превышают 90, то эффект несмачиваемости определяется в основном структурой ткани. Это подтверждается сравнительным исследованием, проведенным на утиных перьях и на водонепроницаемых тканях различной структуры. [24]
Страницы: 1 2