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接觸角與表面張力的關(guān)系
來(lái)源:奈奈生 瀏覽 801 次 發(fā)布時(shí)間:2022-10-20
接觸角(contact angle)是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線穿過(guò)液體與固-液交界線之間的夾角θ,是潤(rùn)濕程度的量度。
若θ<90°,則固體表面是親水性的,即液體較易潤(rùn)濕固體,其角越小,表示潤(rùn)濕性越好;若θ>90°,則固體表面是疏水性的,即液體不容易潤(rùn)濕固體,容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能
進(jìn)入毛細(xì)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完全不進(jìn)入毛細(xì)管。
潤(rùn)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(dāng)達(dá)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(Young Equation):
γSV=γSL+γLV×cosθe
由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤(rùn)濕情況:
1)當(dāng)θ=0,完全潤(rùn)濕;
2)當(dāng)θ﹤90°,部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕;
3)當(dāng)θ=90°,是潤(rùn)濕與否的分界線;
4)當(dāng)θ﹥90°,不潤(rùn)濕;
5)當(dāng)θ=180°,完全不潤(rùn)濕。
毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。
浸潤(rùn)液體上升,接觸角為銳角;不浸潤(rùn)液體下降,接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)/(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(shù)*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r)。
潤(rùn)濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農(nóng)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。