鋪展濕潤

鋪展濕潤

鋪展潤濕是界面化學名詞,是潤濕現象中的一種。潤濕是固面上的一種流體(氣體或液體)被另一種液體所取代的過程,通常所遇到的後一種液體是水和水溶液。由此可見,在潤濕過程中,必然涉及三相——氣相、液相和固相。潤濕過程分為三類:即沾濕、浸濕和鋪展潤濕。鋪展潤濕可根據接觸角進行判定。

定義

鋪展潤濕是界面化學名詞,是潤濕現象中的一種。

潤濕是固面上的一種流體(氣體或液體)被另一種液體所取代的過程,通常所遇到的後一種液體是水和水溶液。由此可見,在潤濕過程中,必然涉及三相——氣相、液相和固相。潤濕過程分為三類:即沾濕、浸濕和鋪展潤濕。

熱力學概念

鋪展過程是固液界面取代氣固界面的過程,同時還擴大了氣液界面。在一定溫度壓力下,設鋪展了單位面積,則體系吉布斯函式的變化為

鋪展濕潤 鋪展濕潤
鋪展濕潤 鋪展濕潤

式中,S稱為鋪展係數,S>0是液體在固體表面上自動展開的條件。當S>0時,只要液體的量足,就會連續地從固體表面上取代氣體,自動鋪滿固體表面。這是膠捲製備、塗刷塗料、噴灑農藥等必須要考慮的問題。

在上述三種界面張力中,只有γ可由實驗測出,而γ和γ目前還無法測定,因此以上分析有理論意義,實際套用存在困難。幸而人們發現潤濕現象還與接觸角有關,而接觸角可以由實驗來測定。

接觸角判定

接觸角是在氣液固三相交界線上任意點O的液體的表面張力γ與液固界面張力γ之間的夾角,以θ表示。

鋪展濕潤 鋪展濕潤

原則上只要測定了液體的表面張力γ和接觸角θ,就可以計算出黏附功、黏附張力和鋪展係數.從而可以判斷在給定的溫度壓力條件下的潤濕情況。還可以看出,接觸角的數據也可作為判別潤濕情況的判據。

θ≤180°,沾濕自發進行:

θ≤90°,浸濕自發進行

θ≤0°,鋪展自發進行。

實用時,通常以90°為界:

θ>90°,不潤濕;

θ<90°,潤濕;

θ=0°,或不存在平衡接觸角時,為鋪展。

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