表面不均勻性PPT

1、潤濕過程可分為三類：沾濕（adhesion）浸濕（immersions）鋪展（spreading ） 潤濕（wetting）是指在固體表面上一種液體取代另一種與之不相混溶的流體的過程。（1）沾濕：液體與固體由不接觸到 接觸，變液氣界面和固氣界 面為固液界面的過程 asgGWlgsl-aW:粘附功0自發(fā) （2）浸濕：固體浸入液體的過程。（洗衣時(shí)泡衣服）固氣界面為固液界面替代。 ：浸潤功0自發(fā), iW 粘附張力粘附張力（3）鋪展：以固液界面取代固氣界面同時(shí)，液體表面擴(kuò)展的過程。鋪展系數(shù) 0sgSsllg時(shí)自發(fā) 小結(jié)：（1）無論哪一種潤濕都是界面現(xiàn) 象，其過程實(shí)質(zhì)都是界面性質(zhì) 及界面能量的變化0as

2、gWlgsl-0sgsl-0sgSsllg（3）固氣和固液界面能對體系的三種 潤濕作用的貢獻(xiàn)是一致的。（2）對比三者發(fā)生的條件 沾濕： 浸濕： 鋪展： 將液體滴于固體表面上，液體或鋪展或覆蓋于表面，或形成一液滴停于其上，此時(shí)在三相交界處，自固液界面經(jīng)液體內(nèi)部到氣液界面的夾角就叫做接觸角。Young方程 sgsllg-=cos 沾濕 浸濕 鋪展 習(xí)慣上將=90定義潤濕與否標(biāo)準(zhǔn) （一）角度測量法（量角法） (1) 切線法 (3)光點(diǎn)反射法 (2) 斜板法 （二）長度測量法（2）大滴法（液餅法）（1）小滴法（3）垂片法 皆是通過與 相關(guān)長度測量 計(jì)算得到。（三）力測量法：吊片法：（四）透過測量法：（

3、粉末的 ）（1）透過高度法 （2）透過速度法 （1）前進(jìn)角與后退角 v固液界面取代固氣界面后形成的接觸角叫做前進(jìn)角a (滴加液體時(shí))v而氣固界面取代固液界面形成的接觸角叫做后退角R (移走液體時(shí))v通常后退角小于前進(jìn)角。造成接觸角滯后的主要原因是表面不平和表面不均勻（污染）。Harkins仔細(xì)研究了石墨、滑石、硫化銻及石臘等樣品，通過精心準(zhǔn)備，精心測量，得到結(jié)果表明前進(jìn)角與后退角的差別在實(shí)驗(yàn)誤差內(nèi)。結(jié)論：前進(jìn)角和后退角的差異是樣品制備不當(dāng)和測量技術(shù)不佳的結(jié)果。 傾斜玻璃上的水滴（右圖）（2）表面不均勻性 一般前進(jìn)角反映與液體親合力弱的那部分固體表面潤濕性，而后退角則反映與液體親合力較強(qiáng)的那部分

4、固定表面潤濕性。如果液體表面由對液體具有不同親和力的a、b兩部分組成，兩者各占有表面分?jǐn)?shù)xa和xb。這種表面稱為復(fù)合表面。coscoscosaabbxx sgabsg asg bxx slabsl asl bxxlgcossgsl 0304560水11304864CaCl2溶液10243449甘油7234477乙二醇72854103甲基溶纖素20648293液體接觸角滯后液體在不同粗糙度的石臘表面上的a- R 值表示表面粗糙的程度。由表中可以看出：值越大，a- R越大，固體表面粗糙是造成接觸角滯后的重要因素 （3）表面粗（糙）度 ：lgcossgslr ：粗糙表面接觸角 cos/cos1rWe

5、nzel方程 故上式表明：。例如：吊片法打毛。 防水材料保持表面粗糙 （一）低能表面與高能表面實(shí)際關(guān)心問題：（1）什么樣的固體被潤濕，或不被潤濕（2）什么樣的液體具有好的潤濕性將固體分為兩大類：凡 100mNm-1，叫做高能表面sg100mNm-1，則為低能表面 sg（二）低能表面的潤濕性質(zhì)lgcos做圖可得到一很好的直線，外推至 =1處，相應(yīng)的液體表面張力值指示：此液體系列中 此值者，皆不能在此固體上自行鋪展。只有同系物中 此值時(shí)方可在此固體上鋪展，故此值 叫做該固體的臨界潤濕表面張力（臨界表面張力）。 cosc（1）Zisman等人發(fā)現(xiàn)：同系列液體在同一固體表面上的接觸角（2）固體的潤濕性

6、質(zhì)（規(guī)律）固體的潤濕性與分子極性有關(guān)。在CH，CF化合物中，極性化合物的可潤濕性顯著優(yōu)于相應(yīng)的完全非極性化合物。高分子固體的潤濕性與其分子的元素組成有關(guān)。在CH鏈中加入各種雜原子增進(jìn)固體可潤濕的能力。FHC1BrION；取代越多，影響越大，（注意F原子加入會(huì)降低固體可潤濕性）固體的潤濕性質(zhì)取決于固體表面層原子或原子團(tuán)的性質(zhì)及排列情況，與基質(zhì)無關(guān)，一定的表面基團(tuán)對應(yīng)于一定的潤濕能力。（三）高能表面的自憎現(xiàn)象 當(dāng)有機(jī)液體的分子在高能表面上發(fā)生吸附，并形成定向排列的吸附膜，被吸附的兩親分子以親水基團(tuán)固定于固體表面，而以疏水基團(tuán)構(gòu)成最外層，使高能表面的組成、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而變成低能表面。當(dāng) 時(shí)，這些液體便不能在自身的吸附膜上鋪展。這種現(xiàn)象稱做高能表面的自憎現(xiàn)象。 clg（四）表面活性劑對潤濕性的影響v潤濕劑：加入SAa