表面接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線(xiàn)穿過(guò)液體與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ,是潤濕程度的量度。
表面接觸角的定儀
液體表面的活性劑已經(jīng)達到了平衡狀態(tài),不再發(fā)生變化,此時(shí)表面張力是一個(gè)穩定的值,這便是靜態(tài)表面張力。當對液體進(jìn)行攪拌,表面活性劑分子平衡的狀態(tài)就被破壞了。
由于表面張力有趨向平衡的能力,表面活性劑分子自發(fā)移動(dòng)到表面逐步形成穩定表面平衡狀態(tài)。在這個(gè)平衡的過(guò)程中,表面張力時(shí)刻都在發(fā)生變化,我們稱(chēng)表面張力變化的過(guò)程為動(dòng)態(tài)表面張力。對于某個(gè)時(shí)刻會(huì )有一個(gè)相應的表面張力值。
表面接觸角特點(diǎn)
若θ<90°,則固體表面是親水性的,即液體較易潤濕固體,其角越小,表示潤濕性越好;若θ>90°,則固體表面是疏水性的,即液體不容易潤濕固體,容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能
進(jìn)入毛細管,這個(gè)還與具體液體有關(guān),并非所有液體在較大夾角下*不進(jìn)入毛細管。 [2]
潤濕過(guò)程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上,當達到平衡時(shí),形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式:
γSV = γSL + γLV×cosθe
由它可以預測如下幾種潤濕情況:
1)當θ=0,*潤濕;
2)當θ﹤90°,部分潤濕或潤濕;
3)當θ=90°,是潤濕與否的分界線(xiàn);
4)當θ﹥90°,不潤濕;
5)當θ=180°,*不潤濕。
毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。
浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數/(液體密度*重力加速度g*液面半徑R)。
上升高度h=2*表面張力系數*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)。
潤濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。