潤濕過程及分類
潤濕過程是自然界*常見的物理化學現象之一。人類生活離不開水,有水就有潤濕問題,動植物的生存也離不潤濕。在紡織行業中,潤濕尤為重要,只有在潤濕的前提下才能漂泊、漂洗、染色印花等。那么什么是潤濕呢?如把水倒在固體表面上,大體會出現以下幾種情況:水在固體表面上鋪展開;或呈現單面透鏡形狀;或者呈球形。這些全是潤濕現象。從表面化學角度分析,潤濕是固面上的一種流體(氣體或液體)被另一種液體所取代的過程,通常所遇到的后一種液體是水和水溶液。由此可見,在潤濕過程中,必然涉及三相---氣相、液相、和固相。
潤濕過程分為三類,既在日常生活中經常遇到的沾濕、浸濕、和鋪展。
㈠、 沾濕(adhesion wetting)
當將一滴水滴到固面上時,液體與固體接觸過程中,固—液界面逐漸取代液—氣界面和氣固界面(圖—1),這一過程稱為沾濕。在恒溫恒壓條件下沾濕過程中的自由能變化:
ΔGr.p=γg1+γgs-γ1s=—Wa
式(1—1)
式中γ為界面張力;—W a為黏附功,其值相當于把單位面積的液—固界面分開成為氣—液和氣—固液面的*大功。顯然只有當Wa>0時,即ΔGT.p<0時,沾濕過程才是自發的。將單位截面液柱分開如(圖1—3)創造兩個新的氣—液界面的內聚功—Wc的定義:
Δγ=2γg1=—Wc (1—2)
黏附功和內聚功的數值分別是固—液分子間作用力和相同液體分子間作用力大小的標志。
㈡、浸濕(immersion wetting)
固體浸入液體的潤濕過程,即浸濕。在恒溫恒濕條件下,浸濕過程中自由能變化:
ΔGT,p=γgs—γls=-Wi (1—3)
—Wi稱為浸濕功,當然只有當Wi=γ1s—γgs>0,則△GT,p<0時,過程才是自發的。
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