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接觸角疏水性潤濕角減小反而會讓潤濕性增加

發(fā)布時間:2022-02-12 點擊次數(shù):1861

CA200S全自動型光學接觸角測量儀.jpg

       疏水性潤濕角是指液相與固相的接觸點處液固界面和液態(tài)表面切線的夾角,潤濕與不潤濕現(xiàn)象是液體與固體接觸處的一種表面現(xiàn)象。潤濕與不潤濕取決于液體分子與固體分子問的相互作用力(稱為附著力)大于或小于液體分子間的相互作用力(稱為內聚力)。分子問引力有一作用范圍,與固體接觸處的接觸面對液體分子的影響也有一定的范圍。

  當液體與固體表面保持接觸時,就會發(fā)生濕潤。發(fā)生潤濕的程度(即潤濕性)是由液體分子之間的內聚力和由液體和固體之間的分子相互作用產(chǎn)生的粘合力決定的,通常用接觸角來測量潤濕性。

  疏水性潤濕角隨著接觸角的減小,潤濕性增加。相反,當接觸角接近180度時,潤濕性減小。潤濕性可以用粘聚力(L/L)和粘接力(S/L)的相對強度來解釋,強附著力與弱內聚力產(chǎn)生非常低的接觸角,幾乎完全濕潤。隨著固液相互作用減弱和液液相互作用增強,潤濕性減小,接觸角增大。

  從熱力學的觀點看,液滴落在清潔平滑的固體表面上,當忽略液體的重力和粘度影響時,則液滴在固體表面上的鋪展是由:

  固-氣(rs)

  固-液(rsl)

  液-氣(rx)三個界面張力所決定的

  其平衡關系如下:

  rs=rsl+rx*cosθ

  F=rx*cosθ=rs-rsl

  式中,θ是潤濕角;F是潤濕張力。

  顯然,0°≤θ≤180°,當θ=0°時,潤濕張力F最大,可以完全潤濕,即液體在固體表面上自由鋪展;當0°<θ<90°時,潤濕效果隨角度增加而變差;當θ≥90°時,則因潤濕張力小而基本不潤濕;當θ=180°時表示完全不潤濕。

  從上面的公式可以看出,潤濕的先決條件是rs>rsl,或者rsl十分微小。當固、液兩相的化學性能或化學結合方式很接近時,是可以滿足這一要求的。

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