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疏水性润湿角减小反而会让润湿性增加

来源:技术文章    发布时间:2022-01-14    浏览:316次
  疏水性润湿角是指液相与固相的接触点处液固界面和液态表面切线的夹角,润湿与不润湿现象是液体与固体接触处的一种表面现象。润湿与不润湿取决于液体分子与固体分子问的相互作用力(称为附着力)大于或小于液体分子间的相互作用力(称为内聚力)。分子问引力有一作用范围,与固体接触处的接触面对液体分子的影响也有一定的范围。
 
  当液体与固体表面保持接触时,就会发生湿润。发生润湿的程度(即润湿性)是由液体分子之间的内聚力和由液体和固体之间的分子相互作用产生的粘合力决定的,通常用接触角来测量润湿性。
 
  疏水性润湿角随着接触角的减小,润湿性增加。相反,当接触角接近180度时,润湿性减小。润湿性可以用粘聚力(L/L)和粘接力(S/L)的相对强度来解释,强附着力与弱内聚力产生非常低的接触角,几乎完全湿润。随着固液相互作用减弱和液液相互作用增强,润湿性减小,接触角增大。
 
  从热力学的观点看,液滴落在清洁平滑的固体表面上,当忽略液体的重力和粘度影响时,则液滴在固体表面上的铺展是由:
 
  固-气(rs)
 
  固-液(rsl)
 
  液-气(rx)三个界面张力所决定的
 
  其平衡关系如下:
 
  rs=rsl+rx*cosθ
 
  F=rx*cosθ=rs-rsl
 
  式中,θ是润湿角;F是润湿张力。
 
  显然,0°≤θ≤180°,当θ=0°时,润湿张力F最大,可以完全润湿,即液体在固体表面上自由铺展;当0°<θ<90°时,润湿效果随角度增加而变差;当θ≥90°时,则因润湿张力小而基本不润湿;当θ=180°时表示完全不润湿。
 
  从上面的公式可以看出,润湿的先决条件是rs>rsl,或者rsl十分微小。当固、液两相的化学性能或化学结合方式很接近时,是可以满足这一要求的。
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