Техника сеансового сброса

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Поиск источников:  «Техника Sessile drop»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( ноябрь 2013 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

Рис. 1: Иллюстрация метода лежащей капли с каплей жидкости, частично смачивающей твердый субстрат. угол контакта, и , , представляют собой твердое вещество-газ, газ-жидкость и жидкость-твердые интерфейсы, соответственно.${\displaystyle \theta _{C}}$${\displaystyle \gamma _{SG}\ }$${\displaystyle \gamma _{LG}\ }$${\displaystyle \gamma _{SL}\ }$

Рис. 2: Измерение падающего падения с помощью измерителя угла контакта.

Метод покоящейся капли - это метод, используемый для определения характеристик поверхностной энергии твердого тела и, в некоторых случаях, аспектов поверхностной энергии жидкости. Основная предпосылка метода заключается в том, что, помещая каплю жидкости с известной поверхностной энергией, форма капли, в частности угол смачивания и известная поверхностная энергия жидкости, являются параметрами, которые можно использовать для расчета поверхности. энергия твердого образца. Жидкость, используемая для таких экспериментов, называется зондовой жидкостью, и требуется использование нескольких различных зондовых жидкостей.

Жидкость зонда [ править ]

Поверхностная энергия измеряется в джоулях на площадь, что в случае жидкостей эквивалентно поверхностному натяжению, измеренному в ньютонах на метр. Общие поверхностное натяжение / энергия жидкости может быть получена с помощью различных методов с использованием тензиометра или с помощью метода кулона капли и метод максимального давления пузырька .

Напряжение интерфейса на границе раздела зонда жидкости и твердой поверхность может быть дополнительно рассматриваются как результат различных типов межмолекулярных сил . Таким образом, поверхностные энергии могут быть подразделены в соответствии с различными взаимодействиями, которые их вызывают, такими как поверхностная энергия из-за дисперсии ( силы Ван-дер-Ваальса , водородные связи , полярные взаимодействия , кислотно-основные взаимодействия и т. Д.). В технике сидящей капли часто бывает полезно использовать жидкости, которые, как известно, неспособны к некоторым из этих взаимодействий (см. Таблицу 1 ). Например, поверхностное натяжение всех линейных алкановназывается полностью дисперсионным, а все остальные компоненты равны нулю. Это удобно с алгебраической точки зрения, поскольку в некоторых случаях устраняет переменную и делает эти жидкости незаменимыми материалами для тестирования.

Общая поверхностная энергия, как для твердого тела, так и для жидкости, традиционно считается простой суммой рассматриваемых компонентов. Например, уравнение, описывающее подразделение поверхностной энергии на вклады дисперсионных взаимодействий и полярных взаимодействий, будет выглядеть следующим образом:

${\displaystyle \sigma _{\rm {S}}=\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}+\sigma _{\rm {S}}^{\rm {p}}}$

${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}+\sigma _{\rm {L}}^{\rm {p}}}$

Где σ _S - полная поверхностная энергия твердого тела, σ _S ^D и σ _S ^P - соответственно дисперсионная и полярная составляющие поверхностной энергии твердого тела, σ _L - полное поверхностное натяжение / поверхностная энергия жидкости, а σ _L ^D и σ _L ^P - соответственно дисперсионная и полярная составляющие поверхностного натяжения.

В дополнение к методам тензиометра и висячих капель в некоторых случаях может использоваться метод лежащей капли для разделения известной полной поверхностной энергии жидкости на ее компоненты. Это делается путем изменения вышеупомянутой идеи с введением эталонной твердой поверхности, которая, как предполагается, неспособна к полярным взаимодействиям, такой как политетрафторэтилен (ПТФЭ). ^[1]

Угол контакта [ править ]

Краевой угол определяется как угол, образованный при пересечении границы раздела жидкость / твердое тело и поверхности раздела жидкость / воздух. Альтернативно его можно описать как угол между поверхностью твердого образца и касательной к овальной форме капли на краю капли. Большой угол смачивания указывает на низкую поверхностную энергию твердого тела или химическое сродство. Это также называют низкой степенью смачивания. Низкий угол смачивания указывает на высокую поверхностную энергию твердого тела или химическое сродство, а также на высокую или иногда полную степень смачивания. Например, угол контакта в ноль градусов будет иметь место, когда капля превратилась в плоскую лужу; это называется полным смачиванием .

Измерение угла контакта [ править ]

Гониометрический метод [ править ]

Самый простой способ измерить угол смачивания лежащей капли - использовать гониометр угла смачивания , который позволяет пользователю измерить угол смачивания визуально. Капля наносится шприцем, который помещается над поверхностью образца, и камера высокого разрешения фиксирует изображение с профиля или вида сбоку. Затем изображение можно анализировать либо на глаз (с помощью транспортира), либо чаще измерять с помощью программного обеспечения для анализа изображений. Этот тип измерения называется измерением статического контактного угла. ^[2]

На угол смачивания влияет не только химический состав поверхности, но и ее шероховатость. Уравнение Юнга, которое является основой для краевого угла, предполагает однородную поверхность без шероховатости. В случае наличия шероховатости поверхности капля может находиться в состоянии Венцеля (однородное смачивание), состоянии Кэсси-Бакстера (гетерогенное смачивание) или в промежуточном состоянии. Шероховатость поверхности усиливает смачивание, вызванное химией поверхности. ^[3]

Чтобы измерить гистерезис краевого угла смачивания, неподвижную каплю можно постепенно увеличивать в объеме. Максимально возможный угол контакта называется углом контакта опережения. Угол смачивания смачивания можно измерить, удалив объем капли до тех пор, пока не произойдет ее обезвоживание. Минимально возможный угол смачивания называется углом смачивания. ^[2] Гистерезис контактного угла - это разница между наступающим и отступающим контактным углом. ^[2]

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущество этого метода, помимо его относительно простой природы, заключается в том, что при достаточно большой твердой поверхности несколько капель могут быть нанесены в различных местах на образце для определения неоднородности. Воспроизводимость конкретных значений краевого угла будет отражать неоднородность энергетических свойств поверхности. И наоборот, недостатком является то, что если размер образца достаточно велик только для одной капли, то будет трудно определить неоднородность или, следовательно, предположить однородность. Это особенно верно, потому что обычные коммерчески доступные гониометры не поворачивают камеру / заднюю подсветку, установленную относительно предметного столика, и, таким образом, могут показывать угол контакта только в двух точках: правый и левый край капли. В дополнение к этому,

Метод Вильгельми [ править ]

Альтернативным методом измерения угла смачивания является метод Вильгельми, который использует какой-то чувствительный измеритель силы для измерения силы, которая может быть переведена в значение угла смачивания. В этом методе небольшой пластинчатый образец рассматриваемого твердого вещества, прикрепленный к рычагу измерителя силы, вертикально погружается в бассейн с пробной жидкостью (на самом деле конструкция стационарного измерителя силы должна иметь жидкость поднимается вверх, а не опускается образец), и сила, действующая на образец со стороны жидкости, измеряется измерителем силы. Эта сила связана с контактным углом следующим уравнением:

${\displaystyle \cos \theta ={\frac {(F-F_{\rm {b}})}{I\sigma }}}$

Где F - общая сила, измеренная измерителем силы, F _b - сила плавучести за счет вытеснения жидкости твердым образцом, I - смоченная длина, а σ - известное поверхностное натяжение жидкости.

Преимущества и недостатки [ править ]

Преимущество этого метода заключается в том, что он достаточно объективен, и измерение дает данные, которые по своей природе усредняются по смоченной длине. Хотя это не помогает определить неоднородность, оно автоматически дает более точное среднее значение. Его недостатки, помимо того, что он более сложен, чем метод гониометра, включают тот факт, что образец подходящего размера должен быть получен с однородным поперечным сечением в направлении погружения, а длина смоченного материала должна быть измерена с некоторой точностью. Кроме того, этот метод подходит только в том случае, если обе стороны образца идентичны, в противном случае измеренные данные будут результатом двух совершенно разных взаимодействий. ^[4]

Строго говоря, это не метод сидячей капли, поскольку мы используем небольшой подводный бассейн, а не каплю. Однако расчеты, описанные в следующих разделах, которые были получены для отношения краевого угла смачивания неподвижной капли к поверхностной энергии, применимы также.

Определение поверхностной энергии [ править ]

В то время как поверхностная энергия обычно определяется как работа, необходимая для создания единицы площади данной поверхности ^[5], когда дело доходит до ее измерения методом лежащей капли, поверхностная энергия определяется не так хорошо. Значения, полученные с помощью метода покоящейся капли, зависят не только от рассматриваемого твердого образца, но в равной степени от свойств используемой зондирующей жидкости, а также от конкретной теории, связывающей параметры друг с другом математически.

Существует множество таких теорий, разработанных разными исследователями. Эти методы различаются по нескольким параметрам, таким как вывод и условное обозначение, но, что наиболее важно, они различаются количеством компонентов или параметров, которые они могут анализировать. Более простые методы, содержащие меньшее количество компонентов, упрощают систему, объединяя поверхностную энергию в одно число, в то время как более строгие методы с большим количеством компонентов выводятся для различения различных компонентов поверхностной энергии. Опять же, общая поверхностная энергия твердых тел и жидкостей зависит от различных типов молекулярных взаимодействий, таких как дисперсионные (ван-дер-ваальсовы), полярные и кислотно-основные взаимодействия, и считается суммой этих независимых компонентов. Некоторые теории объясняют больше этих явлений, чем другие теории. Эти различия следует учитывать при принятии решения о том, какой метод подходит для данного эксперимента. Ниже приведены несколько наиболее часто используемых таких теорий.

Однокомпонентные теории [ править ]

Теория Зисмана [ править ]

Теория Зисмана - это простейшая из широко используемых теорий, поскольку это однокомпонентная теория, и ее лучше всего использовать для неполярных поверхностей. Это означает , что полимерные поверхности , которые были подвергнуты тепловой обработке , обработки коронным , плазменной очистки , или полимеров , содержащих гетероатомы , не поддаются этой конкретной теорией, так как они , как правило, по крайней мере , до некоторой степени полярная . Теория Зисмана также имеет тенденцию быть более полезной на практике для поверхностей с более низкими энергиями.

Теория Зисмана просто определяет поверхностную энергию как равную поверхностной энергии жидкости с наивысшей поверхностной энергией, которая полностью смачивает твердое тело. То есть капля будет максимально рассеиваться, т. Е.полное смачивание поверхности для этой жидкости и любых жидкостей с более низкой поверхностной энергией, но не для жидкостей с более высокой поверхностной энергией. Поскольку эта пробная жидкость гипотетически может быть любой жидкостью, в том числе воображаемой жидкостью, лучший способ определить поверхностную энергию методом Зисмана - это получить точки данных углов смачивания для нескольких пробных жидкостей на рассматриваемой твердой поверхности, а затем построить график зависимости косинус этого угла относительно известной поверхностной энергии пробной жидкости. Построив график Зисмана, можно экстраполировать максимальную поверхностную энергию жидкости, реальную или гипотетическую, которая могла бы привести к полному смачиванию образца с углом контакта ноль градусов.

Точность / точность [ править ]

Коэффициент линии (рис. 5) предполагает, что это довольно точный результат, однако это справедливо только для соединения этого конкретного твердого тела с этими конкретными жидкостями. В других случаях соответствие может быть не таким большим (например, в случае замены полиэтилена на поли (метилметакрилат), при этом линейный коэффициент результатов графика с использованием того же списка жидкостей будет значительно ниже). Этот недостаток является результатом того факта, что теория Зисмана рассматривает поверхностную энергию как один единственный параметр, а не учитывает тот факт, что, например, полярные взаимодействия намного сильнее, чем дисперсионные, и, следовательно, степень, в которой оно происходит. по сравнению с другими сильно влияет на необходимые вычисления. По сути, это простая, но не особо надежная теория.

Двухкомпонентные теории [ править ]

Теория Оуэнса / Вендта [ править ]

Теория Оуэнса / Вендта ^[6] (после DK Owens и RC Wendt) делит поверхностную энергию на две составляющие: поверхностную энергию, обусловленную дисперсионными взаимодействиями, и поверхностную энергию, обусловленную полярными взаимодействиями. Эта теория основана на комбинации соотношения Юнга , которое связывает контактный угол с поверхностными энергиями твердого тела и жидкости и с межфазным натяжением, и уравнения Гуда (после Р. Дж. Гуда), которое связывает межфазное натяжение с полярными и дисперсионными компоненты поверхностной энергии. Получающееся основное уравнение:

${\displaystyle {\frac {\sigma _{\rm {L}}\ (\cos \theta +1)}{2{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}}={\frac {{\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {p}}}}{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {p}}}}}{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}+{\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}}}}$

Обратите внимание, что это уравнение имеет вид y = mx + b , где:

${\displaystyle y={\frac {\sigma _{\rm {L}}\ (\cos \theta +1)}{2{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}}}$ ;

${\displaystyle m={\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {p}}}}}$ ;

${\displaystyle x={\frac {\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {P}}}}{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}}$ ; и

${\displaystyle b={\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}}}}$

Таким образом, полярные и дисперсионные компоненты поверхностной энергии твердого тела определяются наклоном и пересечением результирующего графика. Конечно, проблема в том, что для построения этого графика недостаточно знания поверхностной энергии зондирующей жидкости, поскольку необходимо знать, в частности, как она распадается на полярные и дисперсионные компоненты.

Для этого можно просто изменить процедуру в обратном порядке, проверив жидкость зонда относительно стандартного твердого вещества сравнения, которое не способно к полярным взаимодействиям, например ПТФЭ. Если контактный угол покоящейся капли жидкости зонда измеряется на поверхности ПТФЭ при:

${\displaystyle {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {p}}}=0}$

${\displaystyle {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}}=18.0~\mathrm {mN/m} }$

основное уравнение сводится к:

${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}={\frac {(\sigma _{\rm {L}}\ (\cos \theta +1))^{2}}{72}}}$

Поскольку полное поверхностное натяжение жидкости уже известно, это уравнение определяет дисперсионную составляющую, а разница между полной и дисперсионной составляющими дает полярную составляющую.

Точность / точность [ править ]

Точность и прецизионность этого метода в значительной степени поддерживаются уровнем достоверности результатов для соответствующих комбинаций жидкость / твердое вещество (как показано, например, на рис. 6). Теория Оуэнса / Вендта обычно применима к поверхностям с низким зарядом и умеренной полярностью. Некоторыми хорошими примерами являются полимеры, содержащие гетероатомы, такие как ПВХ , полиуретаны , полиамиды , полиэфиры , полиакрилаты и поликарбонаты.

Теория Фаукса [ править ]

Теория Фаукса (после Ф. М. Фаукса) выводится несколько иначе, чем теория Оуэнса / Вендта, хотя основное уравнение теории Фаукса математически эквивалентно уравнению Оуэнса и Вендта:

${\displaystyle {\frac {\sigma _{\rm {L}}\ (\cos \theta +1)}{2}}={\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {p}}}}{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {p}}}}}$ + ${\displaystyle {\sqrt {\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}}}{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}$

Обратите внимание, что разделив обе части уравнения на , восстанавливается уравнение принципа Оуэнса / Вендта. Таким образом, один из вариантов правильного определения составляющих поверхностной энергии остается прежним.${\displaystyle {\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}}}$

В дополнение к этому методу также можно просто провести испытания с использованием жидкостей без полярного компонента для их поверхностной энергии, а затем с жидкостями, которые имеют как полярные, так и дисперсионные компоненты, а затем линеаризовать уравнения (см. Таблицу 1 ). Сначала выполняется стандартное измерение краевого угла смачивания неподвижной капли для рассматриваемого твердого тела и жидкости с полярными компонентами, равными нулю ( ; ) Второй шаг - использовать вторую пробную жидкость, которая имеет как дисперсионный, так и полярный компонент на своей поверхности. энергии, а затем решите неизвестные алгебраически. Теория Фаукса обычно требует использования только двух пробных жидкостей, как описано выше, и рекомендуется использовать дииодметан.${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}^{\rm {p}}=0}$${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}$, который не должен иметь полярного компонента из-за его молекулярной симметрии, и воду , которая, как известно, является очень полярной жидкостью.

Точность / точность [ править ]

Хотя основное уравнение по существу идентично уравнению Оуэнса и Вендта, теория Фаукса в более широком смысле имеет несколько иные приложения. Поскольку она основана на принципах, отличных от принципов Оуэнса / Вендта, остальная информация, касающаяся теории Фаукса, связана с адгезией . Таким образом, она более применима к ситуациям, когда происходит адгезия, и в целом работает лучше, чем теория Оуэнса / Вендта, когда речь идет о более высоких поверхностных энергиях. ^[1]

Кроме того, существует расширенная теория Фаукса, основанная на тех же принципах, но делающая общую поверхностную энергию на сумму трех, а не двух компонентов: поверхностная энергия, обусловленная дисперсионными взаимодействиями, полярными взаимодействиями и водородными связями.

Теория Ву [ править ]

Теория Ву (после Сухэн Ву) также по существу аналогична теориям Оуэнса / Вендта и Фаукса в том, что она делит поверхностную энергию на полярную и дисперсионную составляющие. Основное отличие состоит в том, что Ву использует гармонические средние, а не геометрические средние известных поверхностных натяжений, и впоследствии применяется более строгая математика.

Точность / точность [ править ]

Теория Ву дает более точные результаты, чем две другие теории, особенно для высоких поверхностных энергий. Однако она страдает одним осложнением: из-за задействованной математики теория Ву дает два результата для каждого компонента, один из которых является истинным результатом, а другой - просто математическим следствием. На этом этапе проблема заключается в интерпретации истинного результата. Иногда это так же просто, как исключить результат, который не имеет физического смысла (отрицательная поверхностная энергия), или результат, который явно неверен в силу того, что он на много порядков больше или меньше, чем должен быть. Иногда интерпретация оказывается более сложной.

Теория Шульца [ править ]

Теория Шульца (после Д.Л. Шульца) применима только для твердых тел очень высоких энергий. Опять же, это похоже на теории Оуэнса, Вендта, Фаукса и Ву, но разработано для ситуации, когда обычные измерения, необходимые для этих теорий, невозможны. В классе твердых тел с достаточно высокой поверхностной энергией большинство жидкостей полностью смачивают поверхность с углом смачивания, равным нулю, и поэтому невозможно собрать полезные данные. Теория и процедура Шульца требуют нанесения неподвижной капли пробной жидкости на рассматриваемую твердую поверхность, но все это делается, когда система погружена в еще одну жидкость, а не на открытом воздухе. В результате более высокое «атмосферное» давление из-за окружающей жидкости заставляет каплю жидкости зонда сжиматься, так что возникает измеримый угол смачивания.

Точность / точность [ править ]

Этот метод разработан так, чтобы быть надежным там, где другие методы даже не дают каких-либо конкретных результатов. Как таковой, он незаменим, поскольку это единственный способ использовать метод покоящейся капли на твердых телах с очень высокой поверхностной энергией. Его главный недостаток состоит в том, что он намного сложнее как с математической, так и с экспериментальной точки зрения. Теория Шульца требует учета многих других факторов, поскольку теперь наблюдается необычное взаимодействие жидкой фазы зонда с окружающей жидкостью.

Трехкомпонентные теории [ править ]

Теория Ван Осса [ править ]

Теория Ван Осса ^[7] разделяет поверхностную энергию твердых тел и жидкостей на три компонента. Он включает дисперсионную поверхностную энергию, как и раньше, и подразделяет полярную составляющую как сумму еще двух конкретных составляющих: поверхностную энергию, обусловленную кислотными взаимодействиями ( ) и обусловленную основными взаимодействиями ( ). Кислотный компонент теоретически описывает склонность поверхности к полярным взаимодействиям со второй поверхностью, которая имеет способность действовать щелочно, отдавая электроны. И наоборот, основной компонент поверхностной энергии описывает склонность поверхности к полярным взаимодействиям с другой поверхностью, которая действует кислотно, принимая электроны. Основное уравнение этой теории:${\displaystyle \sigma ^{+}}$${\displaystyle \sigma ^{-}}$

${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}(\cos \theta +1)=2[{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}\sigma _{\rm {S}}^{\rm {D}}}}+{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{-}\sigma _{\rm {S}}^{+}}}+{\sqrt {\sigma _{\rm {L}}^{+}\sigma _{\rm {S}}^{-}}}]}$

Опять же, лучший способ разобраться с этой теорией, как и с двухкомпонентными теориями, - это использовать по крайней мере три жидкости (можно использовать больше, чтобы получить больше результатов для статистических целей) - одна только с дисперсным компонентом ее поверхностной энергии ( ), один только с дисперсионным и кислотным или основным компонентом ( ), и, наконец, либо жидкость с дисперсионным и основным или кислотным компонентами (в зависимости от того, что во второй пробной жидкости не было ( )), либо жидкость со всеми тремя компонентами ( ) - и линеаризация результатов.${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}}$${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{L}^{\rm {D}}+\sigma _{\rm {L}}^{\pm }}$${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}+\sigma _{\rm {L}}^{\mp }}$${\displaystyle \sigma _{\rm {L}}=\sigma _{\rm {L}}^{\rm {D}}+\sigma _{\rm {L}}^{+}+\sigma _{\rm {L}}^{-}}$

естественно, более надежны, чем другие теории, особенно в случаях, когда существует большой дисбаланс между кислотными и основными компонентами полярной поверхностной энергии. Теория Ван Осса наиболее подходит для проверки поверхностной энергии неорганических, металлоорганических и поверхностно-содержащих ионов.

Самая значительная трудность применения теории Ван Осса заключается в том, что нет большого согласия в отношении набора эталонных твердых веществ, которые можно использовать для характеристики кислотных и основных компонентов потенциальных жидкостей для зондов. Однако есть некоторые жидкости, которые, как принято считать, имеют известные дисперсные / кислотные / основные компоненты относительно их поверхностной энергии. Два из них перечислены в таблице 1 .

Список распространенных жидкостей для зондов [ править ]

Возможные проблемы [ править ]

Присутствие поверхностно-активных элементов, таких как кислород и сера, будет иметь большое влияние на измерения, полученные с помощью этого метода. Поверхностно-активные элементы будут существовать в более высоких концентрациях на поверхности, чем в объеме жидкости, а это означает, что общие уровни этих элементов должны тщательно контролироваться до очень низкого уровня. Например, присутствие только 50 частей на миллион серы в жидком чугуне снизит поверхностное натяжение примерно на 20%. ^[9]

Практическое применение [ править ]

Метод покоящейся капли имеет различные применения как для материаловедения, так и для определения прямых характеристик. В общем, он полезен при определении поверхностного натяжения жидкостей с использованием эталонных твердых тел, аналогичным методом является метод с замкнутым пузырем . Существуют различные другие конкретные приложения, которые можно подразделить в зависимости от того, какая из вышеперечисленных теорий наиболее вероятно применима к конкретным обстоятельствам:

Теория Зисмана в основном используется для поверхностей с низкой энергией и характеризует только полную поверхностную энергию. Таким образом, это, вероятно, наиболее полезно в случаях, которые напоминают обычное определение поверхностей, например, если инженер-химик хочет знать, какова энергия, связанная с изготовлением поверхности. Это также может быть полезно в тех случаях, когда поверхностная энергия оказывает некоторое влияние на спектроскопический метод, используемый для рассматриваемого твердого тела.

Двухкомпонентные теории, скорее всего, будут применимы к вопросам инженерии материалов о практических взаимодействиях жидкостей и твердых тел. Теория Фаукса, поскольку она больше подходит для твердых поверхностей с более высокой энергией и поскольку большая часть ее основана на теориях о адгезии , вероятно, будет подходящей для характеристики взаимодействий, в которых твердые тела и жидкости имеют высокое сродство друг к другу, например как, что вполне логично, клеи и клеевые покрытия . Теория Оуэнса / Вендта, которая имеет дело с твердыми поверхностями с низкой энергией, может быть полезна для характеристики взаимодействий, при которых твердые тела и жидкости не имеют сильного сродства друг к другу - например, эффективность гидроизоляции.. Полиуретаны и ПВХ - хорошие примеры водостойких пластиков.

Теорию Шульца лучше всего использовать для характеристики поверхностей с очень высокой энергией, для которых другие теории неэффективны, и наиболее важным примером являются чистые металлы .

Теория Ван Осса наиболее подходит для случаев, когда взаимодействие кислоты и основания является важным фактором. Примеры включают пигменты , фармацевтические препараты и бумагу . В частности, примечательные примеры включают как бумагу, используемую для обычных целей печати, так и более специализированный случай лакмусовой бумаги , которая сама по себе используется для характеристики кислотности и основности.

См. Также [ править ]

• Угол контакта
• Метод кольца Дю Нюи
• Гониометр
• Поверхностная энергия
• Тарелка Вильгельми
• Повышение в ядре

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Угол контакта