沾濕浸濕鋪展三種潤濕作用及接觸角相關(guān)問題

1、一、潤濕作用 凝聚態(tài)物體表面一種流體被另一種流體取代的過程稱為潤濕。 潤濕過程分為三類，即在日常生活中經(jīng)常遇到的沾濕、浸濕和鋪展。1、沾濕液體取代固體表面氣體，液體不能完全展開的過程稱為沾濕。（黏附功）當(dāng)WA>0時(shí)，沾濕過程才是自發(fā)的。2、鋪展液體在固體表面展開成薄層，此過程稱為鋪展。鋪展是固氣界面消失，氣液界面和固液界面形成的過程。（鋪展系數(shù)）鋪展系數(shù)S>0，過程自發(fā)進(jìn)行。3、浸濕 固體浸于液體中的過程稱為浸濕。此過程是固氣界面被固液界面取代，氣液界面無變化，此過程自由能變化為（浸潤功）WI>0，過程自發(fā)進(jìn)行。二、接觸角與Young方程將一液體滴到一平滑均勻的固體表面上，若

2、不鋪展，將形成一平衡液滴，其形狀由固液氣三相交界面處所作氣液界面之切線經(jīng)液滴至固液界面所成之夾角決定，此角稱為該種液體在所研究固體表面上之接觸角，或稱潤濕角。接觸角常以表示。該式稱為Young方程或潤濕方程。越小，潤濕過程越易進(jìn)行。習(xí)慣上，>90, 為不潤濕 <90, 為潤濕三.決定和影響接觸角大小的一些因素1.物質(zhì)的本性 對于指定的固體，液體表面張力越小，其在該固體上的也越小。對于同一液體，固體表面能越大，越小。 反應(yīng)了液體與固體表面親和作用大小，親和力越強(qiáng)越易于在表面上展開， 越小。2.接觸角滯后現(xiàn)象若液體與固面無相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，所形成的兩個(gè)接觸角是相等的即平衡接觸角e；若液體與固

3、體發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，則會(huì)形成兩個(gè)不同的接觸角。較大的a稱為前進(jìn)接觸角，較小的r稱為后退接觸角。這種ar的現(xiàn)象稱為接觸角滯后。 3.吸附及其他因素對接觸角的影響 固體表面，特別是高能固體表面能自發(fā)地從周圍環(huán)境中吸附某些組分而降低表面能，同時(shí)也改變了表面性質(zhì)，從而影響大小。 其他如溫度，液滴形成時(shí)間等都能對接觸角產(chǎn)生影響。習(xí)慣上將液體在固體表面上的接觸角90°時(shí)定義為潤濕與否的界線。90°時(shí)為不潤濕，90°則為潤濕。水與潔凈玻璃的0，為完全潤濕；水銀與玻璃的138°，所以水銀在玻璃上收縮成球形。水熱合成釜的內(nèi)襯 聚四氟乙烯不易潤濕。棉布被水潤濕不防水，若在棉布中加入氟代烷基類的化合物，讓極性基吸附于棉布上形成定向排列吸附層，就增大了接觸角，從而使憎水性加強(qiáng)，達(dá)到了防雨的目的。彩色感光材料和錄音、錄像磁帶在生產(chǎn)過程中，都要將配制好的感光材料涂液或磁漿，又快又均勻地涂布到固體薄片基上，然后再干燥、裁切、整理包裝成產(chǎn)品。能不能又快又均勻地涂上去，就與所涂液體能否在固體薄片基（現(xiàn)通常是采用滌綸薄膜片基）上潤濕，并能迅速鋪展開來密切相關(guān)。現(xiàn)在比較講究的印刷紙張表面要加上一層薄薄的涂料，其涂布過程也要考慮涂液對紙基需要有好的潤濕性能。在印刷過程中，要又快又好地印出多彩