Содержание к диссертации
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1-І. Адгезия органических жидкостей к твердым
телам 7
Равновесный краевой угол 7
Количественные характеристики адгезии 10
Критическое поверхностное натяжение смачивания 15
1*2« Влияние поверхностно-активных веществ на
процессы смачивания 22
1.2.1« Адсорбция поверхностно-активных веществ на
твердых телах 22
Ориентация молекул ПАВ при смачивании твердых тел различной химической природы 28
Смачивающая способность водных растворов поверхностно-активных веществ 31
Смачивание студней и пленок желатины 33
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 37
2.1. Техника и методы эксперимента 37
Характеристика и очистка твердых тел ...... 37
Используемые реактивы 38
Методика теоретического определения изотермы поверхностного натяжения 41
2.1 Л. Методика расчета адсорбции и работы адсорб
ции поверхностно-активных веществ 42
2.1.5. Методика расчета смачивающей способности
жидкостей на твердых телах 44
Методика определения концентрации ПАВ для нанесения нерастворимых монослоев 44
Методика нанесения монослоэв нерастворимых поверхностно-активных веществ Ц6
Приготовление растворов поверхностно-активных веществ 4-9
2.1.9. Определение поверхностного натяЕенйя 4-9
2.1.10. Методика определения краевых углов 50
2.1.П. Расчет ошибки эксперимента 50
2.2. Смачивание твердых диэлектриков органическими
жидкостями 54
22.2.1. Закономерности работы адгезии органических
жидкостей к твердым диэлектрикам 54
2.2.2. Взаимосвязь критического поверхностного натя-
жения со свободной поверхностной энергией
твердого тела 72
2.3. Смачивание твердых диэлектриков водными раство
рами поверхностно-активных веществ 87
Зависимость смачивания от природы и концентрации поверхностно-активных веществ 87
Оценка смачивающей способности по краевому
углу ::: 103
2.3.3. Изучение смачивания белковых веществ 107
ВЫВОДЫ из
ЛИТЕРАТУРА 115
ПРИЛОЖЕНИЕ 127
Введение к работе
Актуальнооть_темы исследования. Смачивание различных материалов органическими жидкостями, водными растворами поверхностно--активных веществ (ПАВ) и адгезия этих жидкостей и растворов к поверхности твердых тел играют очень важную роль во многих технологических и природных процессах. За последние годы б данной области наблюдается значительное расширение теоретических и экспериментальных исследований. Однако, несмотря на большое количество экспериментальных работ, до сих пор не создано однозначных представлений о взаимосвязи структуры контактирующих веществ с адгезионными свойствами и довольно часто встречаются противоречивые данные разных авторов по краевым углам, определенным для одних и тех не систем. А для дальнейшего развития как теоретических исследований, так и для практического использования необходим твердый экспериментальный материал, позволяющий объективно оценивать происходящие явления.
Эффективность многих технологических процессов при использовании ПАВ определяется образованием ориентированных адсорбционных слоев из молекул или ионов с различной энергией связи с поверхностью. Правильность выбора оптимальных условий процессов смачивания зависит от того, насколько достоверны представления о происходящих поверхностных явлениях. Поэтому важным является вопроо о механизме образования адсорбционных слоев на поверхности твердых тел различной природы, оптимальных концентрациях, обеспечивающих требующуюся ориентацию молекул или ионов поверхностно-активных добавок, а также соответствующую степень покрытия.
Работа выполнена в соответствии с координационным планом ГКНТ СССР от 19 декабря 1975 г., этап Н4: "Изучить коллоидно-химические свойства ПАВ и установить взаимосвязь между строением и
свойствами".
Цель работы. Изучение адгезионной и смачивающей способности органических жидкостей и водных растворов ПАВ по отношению к твердый диэлектрикам различной полярности.
Научная новизна. Получен экспериментальный материал по краевым углам и работам адгезии большого числа органических жидкостей и водных растворов ПАВ различного строения, куда входили как неполярные углеводородные жидкости, так и вещества с большим дипольним моментом, на твердых телах различной природы!
Экспериментально установлена для определенных систем новая закономерность: зависимость работы адгезии от свойств только одной фазы, обладающей меньшей поверхностной энергией.
Экспериментально показано равенство свободной поверхностной энергии низкоэнергетических твердых тел критическому поверхностно-му натяжению, определенному с помощью "идеальных" жидкостей.
Представлено теоретическое и экспериментальное обоснование определения работы адгезии жидкостей, обладающих высоким давлением насыщенного пара, учитывающее изменение поверхностного натяжения от момента образования "свежей" поверхности вплоть до установ-ления равновесного состояния.
Практическая ценность. Определенная часть экспериментальных данных по краевым углам и работам адгезии представляет справочный материал, который монет быть использован в научных исследованиях
и технологических расчетах.
Предложена методика определения свободном поверхностной энергии нйвкоэнергети ческах твердых тел и межфазного натяжения на границе твердое тело - жидкость.
Для ряда систем определены экстремальные условия смачивания
тем самым указаны условия подбора оптимальных концентраций ПАВ для определенных технологических процессов!
Показана возможность моделирования различных поверхностных явлений с помощью белковых систем, что было использовано при исследовании смачивания меховых шкурок на ЛПО "Рот-Фронт".
Публикации. По результатам исследования опубликовано б печатных работ!
Апробация работы. Результаты работы долокены на У Всесоюзной конференции по поверхностно-активным веществам (г.Белгород, 1979 г.).
Диссертация состоит из введения, 2 глав, выводов, списка литературы, приложения! В I глава дан обзор имеющихся в литературе данных по вопросам смачивания и адгезии, факторам, обусловливающим эти явления, некоторым закономерностям адсорбции ПАВ из водных растворов на твердых телах. 2 глава содержит экспериментальную часть! В ней приведены характеристики используемых веществ и экспериментальные методики, расчет ошибки эксперимента! В этой же главе дан сам экспериментальный материал и обсуждение основных закономерностей, установленных из анализа полученных результатов.
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
