Краевые углы смачивания

Эта оценка имеет реальное значение только в момент склеивания. Поверхность оценивают путем определения трех параметров взаимодействия: диспергатора, донора и акцептора. Для этого необходимо измерить значения краевых углов смачивания трех, выбранных в качестве эталонных, жидкостей, затем выполнить вычисления с использованием определенных формул. При определении следует соблюдать следующее правило: оценка жидкости и поверхности, куда она будет наноситься, должны выполняться по одной и той же эталонной системе.

Эталонная система. Эталонная система предполагает в данном случае использование трех жидкостей (с подходящей степенью чистоты):

  • эталонная полярная основа: вода;
  • вторая полярная жидкость: этиленгликоль;
  • неполярная основа: соли трехвалентного фосфора и два полимера (в состоянии твердых пленок), абсолютно нерастворимых:
  • неполярный полимер: политетрафторэтилен;
  • полярный полимер: поли (метилметакрилат).

Параметры взаимодействия трех жидкостей являются исходными данными системы. Они определяются только один раз за счет измерения краевых углов смачивания с двумя эталонными полимерами, которые в свою очередь определяются на базе параметров взаимодействия с водой. Наряду с исходной характеристикой эталонных жидкостей, полимеры (PTFE и РММА) могут служить для определения параметров взаимодействия других жидкостей или клеевых материалов. Во избежание неприятностей от «состояния поверхности твердых тел» (включая полимеры) измерение их характеристики включается в каждую серию испытаний.

Кроме того, если вода остается в качестве базового эталона, то другие жидкости и другие полимеры могут использоваться (например формамид, глицерин) в качестве полярных жидкостей, полиэтилен в качестве неполярного полимера, поликарбонат, полифенил-сульфон как полярные полимеры. Напомним, что от жидкостей требуется хорошая способность улетучиваться и полное отсутствие растворимости с эталонными полимерами и твердыми телами, которые используются для анализа.

Параметры взаимодействия эталонных жидкостей. Они определяются в результате расчетов на базе результатов испытаний с использованием образца РММА. Приготовленный и выдержанный в течение определенного времени в специальных условиях он должен иметь монополярное поведение (только донор электронов), чтобы параметры взаимодействия второй полярной жидкости (EGL) могли быть связаны с параметрами воды. Изменяют величину поверхностного натяжения (методом Вильгельма), значения краевых углов смачивания (гониометр или другой соответствующий прибор); количество повторных опытов по каждому образцу должно позволять обеспечивать получение достоверного результата.

Полученные значения поверхностного напряжения и их составляющих совпадают с результатами, приводимыми в научно-технической литературе. Это относится также к параметрам взаимодействия равного корню квадратному. Для этих величин берется модель кислотно-основного адгезионного взаимодействия, предложенная Гудом и Ван Оссом (1991 г.) и принятая теперь многими учеными. При таком подходе различают свойства донора и акцептора полярных мест взаимодействий.

Существует одинаковое понимание параметров взаимодействия и данных модели Гуда —Ван Осса, которые полагают, что квадратные корни, являясь параметрами процесса смачивания, не имеют физического смысла. Не следует также придавать какой-либо физический смысл параметрам. По нашему мнению, эти параметры очень неудачно упоминаются в большом количестве научных трудов, когда разговоры о свободной поверхностной энергии донора и акцептора электронов приводили к констатации того факта, что якобы можно установить взаимодействие между двумя электронами и даже между пустыми орбиталями.

Остается проблему определения (обоснованного) значений. Гуд и Ван Осс выдвигали предположения, как это может быть сделано относительно.

  • Опираясь на эффект сольватации красителей (эффект сольвато-хромирования впервые открыл Ли (1996 г.), он также определил значения, которые соответственно равны 34,2 и 19,0 мДж • м2. Эти результаты не совпадают с данными, полученными Гудом и Ван Оссом (25,5 мДж • м-2). Однако если взять квадратные корни из этих величин, то соответственно получаем 5,8 и 4,4 (мДж • м2) ½ против 5,5, что составляет менее 15%, т.е. ниже экспериментальной погрешности.
  • Комментировать результаты Вольпе и Сибона, полученные в 1997 г., достаточно трудно, поскольку получили значения с погрешностями, которые существенно превосходят погрешность эксперимента.
  • Например, для этиленгликоля ими получены значения, квадратный корень которого изменяется в пределах 1,0 и 1,3 (мДж • м 2) ½, что отличается от результатов Гуда и Ван Осса (1,4 (мДж • м 2) ½), и, следовательно, от других значений.

В дальнейшем будет показано, что все предлагаемые методы позволяют также определять характеристики смачиваемости аналогичных поверхностей.

краевой угол смачивания

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

Copyright © 2017 Современные технологии обработки древесины. All Rights Reserved.
При использовании материалов сайта гиперссылка на www.technologywood.ru обязательна.