Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Смачивание

Смачивание (далее С) явление, возникающее при соприкосновении жидкости с поверхностью твердого тела или другие жидкости. Оно выражается, в частности, в растекании жидкости по твердой поверхности, находящейся в контакте с газом (паром) или другой жидкостью, пропитывании пористых тел и порошков, искривлении поверхности жидкости у поверхности твердого тела. Так, С вызывает образование сферического мениска в капиллярной трубке, определяет форму капли на твердой поверхности или форму газового пузырька, прилипшего к поверхности погруженного в жидкость тела. С часто рассматривают как результат межмолекулярного (вандерваальсова) взаимодействия в зоне контакта трех фаз (тел, сред). Однако во многих случаях, например при соприкосновении жидких металлов с твердыми металлами, окислами, алмазом, графитом, С обусловлено не столько межмолекулярным взаимодействием, сколько образованием соединений, твердых и жидких растворов, диффузионными процессами в поверхностном слое смачиваемого тела. Тепловой эффект, сопровождающий соприкосновение жидкости со смачиваемой поверхностью, называется теплотой смачивания.

  Мерой С обычно служит краевой угол q между смачиваемой поверхностью и поверхностью жидкости на периметре С (рис. 1). Угол q отсчитывают со стороны жидкости. При статическом (равновесном) С он связан с поверхностным натяжением жидкости (sж), поверхностным натяжением твердого тела (sт) и межфазным натяжением на границе твердое тело - жидкость (sтж) уравнением Юнга: cosq = (sт - sтж)/(ж. Величиной угла q оценивают лиофильность и лиофобность поверхностей по отношению к различным жидкостям. На лиофильной поверхности жидкость растекается, т. е. имеет место частичное (0° <q< 90°) или полное С (q® 0°); на лиофобной - растекания не происходит (q>90°) (см. рис. 2). Краевой угол зависит от соотношения сил сцепления молекул жидкости с молекулами или смачиваемого тела (адгезия) и сил сцепления молекул жидкости между собой (когезия). Обратимую работу адгезии и когезии вычисляют соответственно по уравнениям: a =sж (1 + cosq) и k= 2sж. При a< всегда q>0°, причем с увеличением отношения a<k улучшается С Разность = a/k называется коэффициентом растекания. Часто наблюдаемая задержка в установлении равновесных краевых углов называется гистерезисом С Различают кинетический (динамический) и статический гистерезис С Причиной гистерезиса может быть шероховатость поверхности, особенности структуры поверхностного слоя, релаксационные процессы в жидкой фазе и др. Если твердое тело соприкасается одновременно с двумя несмешивающимися жидкостями, происходит избирательное С Эффективные регуляторы С - поверхностно-активные вещества, которые могут как улучшать, так и ухудшать С

  С имеет важное значение в природе, промышленной технологии, быту. Хорошее С необходимо при крашении и стирке (см. Моющее действие), обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, пропитке волокнистых материалов, склеивании, пайке, амальгамировании и т. д. Снизить С до минимума стремятся при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и др. В некоторых случаях, например при флотации и эмульгировании твердыми эмульгаторами, требуется сохранение краевых углов в определенном интервале значений. С играет первостепенную роль в металлургических процессах, при диспергировании твердых тел в жидкой среде. Оно влияет на распространение грунтовых вод, увлажнение почв, разнообразные биологические и другие природные процессы. В развитие теории и разработку прикладных вопросов С большой вклад внесли П. А. Ребиндер, А. Н. Фрумкин, Б. В. Дерягин и др.

  Лит.: Горюнов Ю. В., Сумм Б. Д., С, М., 1972; Фридрихсберг Д. А., Курс коллоидной химии, Л., 1974, с. 60; Найдич Ю. В., Контактные явления в металлических расплавах, К., 1972; Зимон А. Д., Адгезия жидкостей и смачивание, М., 1974.

  Л. А. Шиц.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 05.12.2022 11:20:59