III.2. Применение ПАВ для управления процессами смачивания и избирательного смачивания

Уменьшение поверхностного натяжения межфазных поверхностей при адсорбции поверхностно-активных веществ различной природы создает возможность тонкого регулирования условий смачивания и избирательного смачивания поверхностей твердых фаз жидкостями. Рассмотрим пути такого управления смачиванием на наиболее важном и характерном примере применения органических ПАВ для гидрофилизации и гидрофобизации поверхностей [6, 14].

Можно выделить два основных пути применения ПАВ для управления свойствами поверхности твердого тела: введение ПАВ непосредственно в жидкость (или одну из жидкостей), в контакте с которой находится твердое тело, и предварительное нанесение на его поверхность достаточно прочно закрепленного адсорбционного слоя, приводящего к модификации поверхности твердого тела.

При введении ПАВ в жидкую фазу, наносимую на поверхность твердого тела, адсорбция происходит на границах раздела жидкости с воздухом и твердым телом; может иметь место и, как правило, более медленный процесс миграции ПАВ по свободной поверхности твердого тела. Уменьшение поверхностного натяжения жидкости при адсорбции ПАВ в соответствии с уравнением Юнга приводит к росту величины (атг- атж)/ажг= cos 9 (рис. Ш-6, кривые 1, 1'), т. е. улучшению смачивания только фильной по отношению к используемой жидкости поверхности. Такие вещества, адсорбирующиеся на границе раздела жидкость — пар, играют, следовательно, роль слабых смачивателей; чаще всего их применяют для улучшения смачивания полярных поверхностей водой. По механизму действия они относятся к первой группе ПАВ в соответствии с классификацией ПАВ, предложенной Ребиндером (см. II.4).

Более радикальное изменение свойств поверхности происходит при введении в жидкую фазу ПАВ трех других групп, способных энергично адсорбироваться на межфазной поверхности твердое тело — жидкость. Если происходит физическая адсорбция ПАВ, отвечающая правилу уравнивания полярностей, то смачивание поверхностей резко улучшается — вплоть до перехода от несмачивания к смачиванию и растеканию (рис. Ш-6, кривая 2). Значение концентрации, которому отвечает переход от несмачивания к смачиванию (cos 6 = 0), называется точкой инверсии смачивания с„. Так, поверхности гидрофобных материалов могут смачиваться водой при добавлении в воду самых

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию