, рідини. З рівнянь (1.4) і (1.5) можна знайти величину параметра розтікання S, визначеного вище (1.3):
Таким чином, умова повного змочування (S> 0) зводиться до співвідношення
(1.6)
На низькоенергетичних поверхнях можуть спостерігатися як неповне, так і повне змочування, залежно від обраної рідини. У подібній ситуації природно вибрати рідини, що належать одному гомологічного ряду (наприклад, n-алкани) і подивитися, як вони змочують дану тверду поверхню. У деяких випадках спостерігається повне змочування для всіх членів ряду. Подібне відбувається, наприклад, з рідкими алканами на поверхні твердого поліетилену. В інших випадках спостерігається кінцеве значення крайового кута? е, що змінюється в межах гомологічного ряду. Корисно уявити результати подібних вимірів у вигляді графіка залежності cos? e від поверхневого натягу? рідини (приклад наведено на рис. 5). Хоча в багатьох випадках не вдається отримати точне значення cos? е=1, тобто в експерименті не досягається повного змочування, можна екстраполювати графік аж до деякого значення? =? c, яке відповідає повному смачиванию при cos? е=1. Методи екстраполяції різні в різних авторів (в піонерській роботі Зисман використовувалася лінійна екстраполяція), але це не суттєво.
Взагалі, слід очікувати, що величина? c повинна залежати як від виду підкладки (S), так і від обраного гомологічного ряду рідин (L). Однак, досліджуючи прості молекулярні рідини, де сили Ван-дер-Ваальса відіграють головну роль, Зисман уклав, що? з практично не залежить від виду рідини, а визначається лише характером підкладки. Характерні значення? з наведені в Таблиці 1:
Таблиця 1.Значение поверхневого натягу рідин? c при повному змочуванні.
ЖідкостьКрітіческое поверхневий натяг? c, эрг/см2Нейлон66Поливинилхлорид39Полиэтилен31Поливинилфторид- 228Полівінілфторід - 418
На практиці для того, щоб молекулярна рідина повністю змочувала дану низькоенергетичну поверхню, необхідно вибрати рідина з поверхневим натягом? < ? C. Таким чином, величина? C, яку можна назвати «критичним поверхневим натягом», є параметром, важливим в багатьох практичних додатках.
Рис. 5. Залежність косинуса рівноважного крайового кута? е від поверхневого натягу для поверхні політетрафторетилену (тефлон) у контакті з рідкими n-алканами (по роботі Fox and Zisman, 1950). Критичне значення поверхневого натягу для такої системи? c ~ 18 ерг / см.
.5 Гістерезис крайових кутів
Визначення термодинамічно рівноважного крайового кута вимагає дотримання чистоти експерименту. У багатьох реальних ситуаціях виявляється, що лінія трифазного контакту? , Чіпляючись за дефект поверхні, залишається нерухомою не тільки при значенні рівноважного крайового кута? =? е, а й для? , Що лежать в кінцевому інтервалі поблизу 0е:
(1.7)
Наступаючий крайовий кут? а вимірюється в процесі збільшення області контакту тверде тіло / рідина, в той час як відступаючий кут? r спостерігається, коли ця область зменшується (рис. 6). Інтервал? а -? r може досягати 10 ° або більше, якщо поверхні не були спеціально оброблені.
Рис.6. Визначення наступаючо...
