Контактный угол

Контактный угол

При контакте жидкости с твердым телом, угол, образованный между твердой и жидкой поверхностями, называют контактным углом. Контактный угол зависит от поверхностного натяжения жидкости и поверхностной энергии твердого вещества (Рис. 1.10.4).
Рис. 1.10.4. Контактный угол смачивания 9 между жидкостью и твердой поверхностью, где y
sv
- поверхностное натяжение на границе твердой поверхности и пара, у81- поверхностное натяжение на границе твердой поверхности и жидкости и ylv - между жидкостью и паром
Измерение контактного угла между твердым телом и жидкостью позволяет оценить способность жидкости смачивать поверхность определенного субстрата. Для идеального смачивания, обеспечивающего идеальные условия для адгезии, угол между твердой поверхностью и жидкостью должен быть равным нулю. В этом случае жидкость полностью покроет твердую поверхность, что позволит создать максимальную прочность связи между адгезивом и субстратом. Движущая сила этого процесса, или, иными словами, растекание жидкости по твердой поверхности, зависит от поверхностного натяжения жидкости и поверхностной энергии твердого тела. В точке, где жидкость соприкасается с поверхностью твердого тела, их поверхностные натяжения (энергии) должны быть уравновешены. Это равновесие можно выразить следующим уравнением:.
Ysv = Ysi + V
Это уравнение может быть преобразовано для определения контактного угла, 9 (полученное уравнение иначе называют уравнением Юнга):.
cos9 = (Ysv-Ysl)/Y,v, где Y4 ~~ поверхностная энергия на поверхности раздела между твердым телом и жидкостью, y
- поверхностная энергия на поверхности раздела между твердым телом и паром,у
— поверхностная энергия на поверхности раздела между жидкостью и паром.