Цель работы

Изучить влияние адсорбционных слоев на смачивание твердых поверхностей методом измерения краевых углов.

Задачи

1. Ознакомление с методикой измерения краевых углов.

2. Изучение влияния адсорбционных слоев на смачиваемость алюминия.

3. Получение «мокрого» парафина.

Приборы и материалы

· Прибор для определения краевых углов

· Прибор для измерения поверхностного натяжения жидкости

· Водные растворы танина и стеариновой кислоты

· Алюминиевые пластинки

· Шприцы – 3 шт.

· Парафин

· Этанол

· Вата

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ПОЯСНЕНИЕ

Поверхностными называются явления, которые связаны с особенностями поверхности раздела фаз. Они вызваны самопроизвольным уменьшением поверхностной энергии. Поверхностная энергия является избыточной по сравнению с энергией в объеме и сосредоточена на границе раздела фаз. Увеличение поверхности раздела в результате раздробленности дисперсной фазы приводит к росту поверхностной энергии, которая в свою очередь служит причиной интенсификации поверхностных явлений. Высокие значения поверхностной энергии и поверхностные явления – это то общее, что объединяет многочисленные дисперсные системы.

Адгезия – это самопроизвольное поверхностное явление, которое приводит к снижению поверхностной энергии. Адгезия и смачивание жидкости относятся к одному из видов адгезионного взаимодействия. Его особенности определяются как свойствами твердой поверхности, так и свойствами жидкости и могут быть количественно описаны при помощи практически легко измеряемых величин.

Виды адгезии

Адгезией (сцеплением, притяжением или прилипанием) называют связь между разнородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. К конденсированным телам относятся жидкие и твердые тела. При адгезии сохраняется граница раздела фаз, образованная двумя твердыми телами, твердым телом и жидкостью, т. е. граница раздела Т-Т и Ж-Т. Возможна адгезия двух разнородных жидкостей на границе раздела Ж-Ж.

То тело, которое прилипает, обычно называют адгезивом, а к которому осуществляется адгезия – субстратом. В зависимости от свойств прилипшего тела (адгезива) различают адгезию жидкости, упруговязкопластичных масс, частиц и пленок. Особенности их адгезии представлены в табл. 1.

Адгезии сопутствуют такие явления, как аутогезия и когезия. Аутогезия – связь между однородными конденсированными телами при их молекулярном контакте. Взаимодействие частиц относится к одному из видов аутогезии. Аутогезию можно рассматривать как частный случай адгезии. При адгезии и ее разновидности – аутогезии – сохраняется граница раздела между телами. Когезия определяет связь между молекулами (атомами, ионами) внутри тела в пределах одной фазы. Когезия характеризует прочность конденсированных тел и их способность противодействовать внешнему усилию.

Особенности адгезии

Таблица 1.

Адгезив	Граница раздела	Отдельные представители
Жидкость	Ж-Т	Полиграфические краски, лаки и краски после нанесения на поверхность, при контакте жидкости (воды, бензина, ацетона идр.) с твердой поверхностью
Упруговязкопластические массы	Т-Т	Расплавы металлов, битум, тесто, кремы, пасты, в том числе и зубная, различные сорта клея, увлажненный грунт, особенно глиняный
Частицы, в том числе образующие сыпучие материалы	Т-Т	Атмосферная пыль, многочисленные порошки, цемент, бетон, мука, крупа, комбикорма, неувлажненный грунт
Пленки и покрытия	Т-Т	Лакокрасочные и полимерные, металлические, керамические и любые другие

Адгезия относится к числу важнейших поверхностных свойств дисперсных систем. Часто именно адгезионные свойства материалов определяют технологию их переработки и применение тех или иных конструкционных материалов для оборудования. Адгезия в промышленном и сельскохозяйственном производствах и в обыденной жизни может выступать в качестве как положительного, так и отрицательного явления. Хорошая адгезия лакокрасочных покрытий определяет эксплутационные и потребительские качества этих покрытий. Эффективность инсектицидных препаратов, применяемых для борьбы с сельскохозяйственными вредителями, во многом определяется адгезией капель или частиц этих препаратов к листьям растений.

Адгезия и смачивание различных поверхностей водными растворами многочисленных моющих средств влияет на качество стирки и полноту удаления различных загрязнений. В то же время адгезия грунта к лемеху плуга при вспашке требует дополнительных тяговых усилий, а следовательно и дополнительных затрат.

Адгезия и аутогезия сыпучих масс (муки, цемента, бетона и др.) в различных емкостях может привести к сводообразованию, ухудшению процесса истечения и порче продукта. Наибольшей адгезией обладают упруговязкопластические тела, например тесто. Адгезия теста к ленточным транспортерам и формам приводит к потере ценного пищевого сырья и к необходимости принимать дополнительные меры для борьбы с отрицательными последствиями этого явления.