الحديث عن مبدأ عامل الترطيب: التوتر السطحي

السطح والواجهة

في النظام غير المتجانس، هناك على الأقل مرحلتين مع خصائص مختلفة. والتعايش بين مرحلتين يجب أن يكون له واجهة. ويمكن ملاحظة أن الواجهة هي نتيجة لعدم تجانس النظام. يشير بشكل عام إلى المنطقة الانتقالية التي يبلغ سمكها حوالي بضعة جزيئات عند نقطة التقاء مرحلتين، إذا كان أحد هذه المراحل غازًا، عادة ما تسمى هذه الواجهة السطح. من المعتاد تسمية الواجهة بين السائل أو الصلب والهواء بسطح السائل أو الصلب. الواجهات المشتركة هي: واجهة الغاز -السائل، واجهة الغاز -الصلب، واجهة السائل -السائل، واجهة الصلب -الصلب.

تعريف ومبدأ التوتر السطحي

عند الحد بين السائل والغاز، أي على سطح السائل والواجهة بين السائلين غير القابل للامتزاج، يتم توليد سحب صغير جدا بسبب التجاذب بين الجزيئات. تخيل أن هناك طبقة رقيقة على السطح، تتعرض لقوة الشد للسطح، وهذا الشد للسائل يسمى الشد السطحي. إيتد#39;s تسمى غاما في N/m.

العوامل المؤثرة على التوتر السطحي

(1) تأثير التفاعل بين الجزيئات: كلما كانت الرابطة الكيميائية أقوى، زاد التوتر السطحي. γ (رابطة معدنية) > γ (الرابطة الأيونية) > γ (الرابطة التساهمية القطبية) > γ (الرابطة التساهمية غير القطبية)

(2) تأثير درجة الحرارة: ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض التوتر السطحي

(3) تأثير الضغط: زيادة الضغط العام، وانخفاض التوتر السطحي

بشكل عام:

التوتر السطحي للماء هو 72.8mN/m(20℃).

التوتر السطحي للسوائل العضوية أقل من الماء.

التوتر السطحي للسائل العضوي الذي يحتوي على النيتروجين والأكسجين وعناصر أخرى أكبر.

التوتر السطحي للسائل المحتوي على F و Si هو الأصغر.

الوزن الجزيئي العالي التوتر السطحي العالي ؛

محلول مائي: إذا كان يحتوي على أملاح غير عضوية، فإن التوتر السطحي يكون أكبر من التوتر السطحي للماء ؛ تحتوي على مواد عضوية، وتوتر سطحي أصغر من الماء ؛

أضعف توتر سطحي للسائل (أعلى من 0 درجة مئوية) هو الكحول.

تعريف ترطيب الركيزة

يتم تعريف ترطيب الركازة على أنه استبدال الهواء على سطح الركازة بطلاء سائل، وهي عملية حاسمة لنجاح طلاء الركازة.

يمكن أن يكون انتشار الطلاء على الركيزة مصغرا حيث تتقاطع أسطح الحدود للوسائط الثلاثة عند نقطة ما، وتتقاطع أسطح الحدود الثلاثة عند زاوية معينة، والتي تسمى زاوية التلامس θ.

يعتمد حجم الزاوية θ على طاقة السطح γs للركيزة، التوتر السطحي γl للطبقة السائلة والشد البيني γls للطبقة السائلة والطبقة السفلية، كلما كانت زاوية الاتصال θ أصغر، كلما كان تأثير الركيزة أفضل. ولذلك، فإن الطريقة الأكثر ملاءمة للحصول على ترطيب الركيزة الجيدة هي الحد من التوتر السطحي للطلاء السائل.

اختيار عامل ترطيب الركيزة

ويستخدم عامل ترطيب الركيزة أساساً للحد من التوتر السطحي للطلاءات المائية. المذيب الرئيسي في هذا النظام هو الماء ذو التوتر السطحي العالي، والتوتر السطحي للماء هو 72.8mN/m(20℃). ولذلك، يتم استخدام محلول مائي من 0.2 ٪ عامل ترطيب الركيزة لاختبار التوتر السطحي الديناميكي والساكن.

طريقة الاختبار الديناميكي للتوتر السطحي: طريقة ضغط الفقاعات

محلول مائي من 0.2 ٪ عامل ترطيب الركازة

ملاحظة: يتناسب الضغط المطلوب لإنشاء فقاعات في سائل طرديًا مع التوتر السطحي الديناميكي. يمكن أن تعكس معدلات إنتاج الفقاعات المختلفة قدرة المتفاعلات السطحية المختلفة على الترتيب بسرعة واتجاه على السطح الذي تم تكوينه حديثًا.

عندما يصبح عمر الفقاعة أطول، يميل التوتر السطحي المقاس إلى أن يكون مستقرًا، والتوتر السطحي هو التوتر السطحي الساكن للسائل.

الزخرفة

إن الحد من التوتر السطحي للطبقات المائية يمكن أن يجعلها تنتشر ترطيبًا جيدًا على ركائز مختلفة، ويمكن تكييف ركائز مختلفة عن طريق اختيار عوامل ترطيب مختلفة للركائز مع قدرات مختلفة للحد من التوتر السطحي.