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影响接触角测定的因素.ppt


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文档列表 文档介绍
影响接触角测定的因素
除平衡时间和温度外,影响接触角稳定的因素还有接触角滞
后和吸附作用。
(1)接触角滞后
①前进接触角和后退接触角
前进接触角,以液固界面取代固气界面后形成的接触角为前
进接触角θA,如将固体板插入液体中;后退接触九页,共120页。
固体的润湿性质
①固体的润湿性与分子的极性有关,极性化合物的可润湿性
明显优于相应的完全非极性的化合物(如纤维素的γc=40~45,
而聚乙烯为31)。
②高分子固体的可润湿性与其元素组成有关,在碳氢链中氢
被其他原子取代后,其润湿性能将明显改变,用***原子取代
使γc变小(如聚四***乙烯为18),且***原子取代越多,γc越
小(聚-***乙烯为28)。而用***原子取代氢原子则使γc变大
可润湿性提高,如聚***乙烯的γc为39,大于聚乙烯的31。
③附有两亲分子单层的高能表面显示出低能表面的性质,这
说明决定固体表面润湿性能的是其表面层的基团或原子,而与
第十页,共120页。
固体的润湿性质
基体性质关系不大。因此,当表面层的基团相同时不管基
体是否相同,其γ c 大致相同。
3、高能表面的自憎现象
虽然许多液体可在高能表面上铺展,如煤油等碳氢化合
物可在干净的玻璃,钢上铺展,但也有一些低表面张力的
液体不能在高能表面上铺展。
出现这种现象的原因在于这些有机液体的分子在高能表
面上吸附并形成定向排列的吸附膜,被吸附的两亲分子以
极性基朝向固体表面,而非极性基朝外排列从而使高能表
面的组成和结构发生变化。即从高能表面变成低能表面,
第十一页,共120页。
固体的润湿性质
当低能表面的γc小于液体的γlg值时,这些液体便不能在
自身的吸附膜上铺展,这种现象叫做自憎现象。
可利用自憎现象改变固体表面的润湿性,如常用一些有自
憎现象的油作为一些精密机械中轴承的润滑油,因为这样做
可以防止油在金属零件上的铺展而形成油污。
4 表面活性剂对润湿性的影响
可利用表面活性剂以改变体系润湿性质,这主要是从改变液
体的表面张力入手。通过表面活性剂在界面上的吸附而使液体
表面张力下降到能在固体表面上铺展。
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4、表面活性剂对润湿性的影响
1、润湿剂
从润湿方程看,若液体的表面张力越低,则润湿能力越强,
当某液体(如水)的表面张力大于某固体表面的γc值时,此
液体是无法润湿该固体的,但若加入表面活性剂,使液体的
表面张力大大降低,一旦表面张力低于γc,则此时液体便能
润湿固体,这种表面活性剂一般称为润湿剂。显然,γcmc和
cmc值最低的表面活性剂应是最有效的表面活性剂。
选择合适的润湿剂应注意的事项是:
①润湿剂在固体表面上吸附时,不应形成憎水基朝外的吸附

②由于固体表面通常是带负电的,阳离子型活性剂常形成憎
水基朝外的吸附层,因此,不宜采用。
第十三页,共120页。
表面活性剂对润湿性的影响
2、固体表面活性剂
表面活性剂也可通过物理吸附或化学吸附以改变固体表面的
组成和结构,使高能表面变为低能表面,而降低润湿性。
产生物理吸附的表面活性剂有:重金属皂类、长链脂肪酸、
有机***盐、有机硅化合物、合***表面活性剂等,这些表面活
性剂一般是在表面形成憎水基朝外的吸附层,而使固体表面
能降低。
若表面活性剂的亲水基在固体表面产生化学吸附,而使憎
水基朝外,则这亦有利于降低固体的表面能而使其润湿性降
低,这方面的实例有黄药(黄原酸)在矿物浮选中的应用。
黄药与方铅矿表面发生化学作用。
第十四页,共120页。
表面活性剂对润湿性的影响
这时,矿物表面的外层为碳氢基,其润湿性大大下降,并附
着于鼓入的气泡中被浮选到液体表面,又如用******硅烷处
理玻璃或带有表面羟基的固体表面,******硅烷与固体表面
上的羟基作用,释出***化氢,形成化学键Si-0键,这使原来
亲水的固体表面被***所覆盖而具有憎液性强和长期有效的
特点,可通过此方法改性 玻璃表面从而使其防水(如汽车
玻璃,玻璃镜片等)。
再如普通的棉布因纤维中有醇羟基团而呈亲水性,所以很
易被水沾湿,不能防雨,若采用季***盐类活性剂与***氢化合
物混合处理后,表面活性剂的极性基与纤维的醇羟基结合
第十五页,共120页。
表面活性剂对润湿性的影响
而憎水基朝向空气,从而使棉布表面从润湿变为不润湿,
由此方法可做成雨衣或防水布。
以上讨论的是极性固体的表面改性 ,若为非极性固体
表面,若通过表面活性剂的吸附形成亲水基向外的吸附
层则可使憎水表面变为亲水表面,即使其润湿性提高,如
将聚乙烯,聚四***乙烯,石蜡等典型的低能固体浸在氢
氧化铁或氢氧化锡溶胶中,经过一段时间,水合金属氧化
物在低能表面产生较 强的吸附,干燥后可使表

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