Использование межфазных энергий для оценки коэффициентов растекания органических жидкостей по твердой поверхности политетрафторэтилена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье по ранее полученным автором уравнениям проведены расчеты межфазных энергий твердого полимера — политетрафторэтилена — в контакте с органическими жидкостями и их парами. По результатам последних величин вычислены коэффициенты растекания в исследованных системах. Со времени вывода Юнгом уравнения для косинуса краевого угла многими исследователями предпринимались попытки определения поверхностной энергии твердых тел, что позволило бы, в свою очередь, определить межфазную энергию на границе раздела твердое тело – расплав (жидкость). Однако на пути решения этой проблемы оказались препятствия, связанные с многообразными процессами, которые сопровождают явления, происходящие на поверхности твердого тела в присутствии на его поверхности жидкости (расплава) другого тела. Здесь не место для перечисления всех видов процессов. Они хорошо известны специалистам в области поверхностных явлений. Отметим лишь некоторые из них: химические реакции, взаимное растворение компонентов твердых и жидких фаз, деформации твердых фаз и др., влияющие на поверхностные свойства тел. В случае контакта полимера с органическими жидкостями таких препятствий не существует. На всех работах, посвященных определению поверхностной энергии твердых тел, невозможно остановиться, поэтому рассмотрим конкретные работы по определению межфазной энергии при углах смачивания, близких или равных нулю. Вопрос о поведении межфазной энергии при угле смачивания, равном нулю, имеет принципиальное значение, так как в литературе на этот счет существуют противоречивые суждения, поэтому дать правильный ответ на этот вопрос является актуальной задачей. На примерах расчетов межфазных энергий гомологических рядов органических жидкостей на твердой поверхности полимерного компаунда политетрафторэтилена нами показано, что только при нулевом краевом угле межфазная энергия равна нулю. В настоящей статье с использованием величин межфазных энергий впервые проведены расчеты коэффициентов растекания органических жидкостей по поверхности твердого полимера, что, по нашему мнению, также является актуальной задачей.

Об авторах

М. П. Дохов

Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова

Автор, ответственный за переписку.
Email: innagubachikova@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Воляк Л.Д., Степанов В.Г., Тарлаков Ю.В., Яргин В.С. О температурной зависимости краевого угла смачивания / Физическая химия границ раздела контактирующих фаз. Киев: Наукова думка. 1976. С. 124–127.
  2. Fox H.W, Zisman W.A. The Spreading of Liquids on Low Energy Surfaces. I. polytetrafluoroethylene // Journal of Colloid Science. 1950. № 5. Р. 514–531.
  3. Найдич Ю.В., Перевертайло В.М., Григоренко Н.Ф. Капиллярные явления в процессах роста и плавления кристаллов. Киев: Наукова думка. 1983.
  4. Дохов М.П. Расчет межфазной энергии некоторых органических соединений на границе раздела монокристалл – расплав // Журнал физической химии. 1981. 55. № 5. С. 1324–1327.
  5. Дохов М.П. Изменение межфазных энергий твердое тело – расплав и твердое тело – пар в зависимости от краевого угла // Изв. вузов: Физика. 1985. № 7917-В.85. C. 12.
  6. Роулинсон Дж., Уидом Б. Молекулярная теория капиллярности. М: 1986. С. 247–257.
  7. Good R.J., Girifalco L.A. A theory for estimation of surface and interfacial energies. III. Estimation of surface energies of solids from contact angle data // The Journal of Physical Chemistry. 1960. 64 (5). P. 561–565.
  8. Rhee S.K. A method for determining surface energies of solids // Materials Science and Engineering. 1973. 11. № 6. P. 311–318.
  9. Дохов М.П. К вопросу о величине межфазной энергии на границе твердое тело – расплав в сингулярных точках // Расплавы. 2022. № 4. С. 362–372.
  10. Найдич Ю.В. Контактные явления в металлических расплавах. Киев: Наукова думка. 1972.
  11. Липатов Ю.С. Межфазные явления в полимерах. Киев: Наукова думка. 1980.
  12. Шритапунья Т., Китиянан Б., Скамехорн Дж., Грейди Б., Чавадей С. Смачивание полимерных поверхностей водными растворами поверхностно-активных веществ. Коллоиды и поверхности. A. 2012. 409. С. 30–41.
  13. Пухова И.В., Курзина И.А., Савкин К.П., Оскомов К.В., Окс Е.М. Модификация поверхности политетрафторэтилена методом ионной имплантации / Труды Международного междисциплинарного симпозиума. Физика поверхностных явлений, межфазных границ и фазовые переходы. 2015. 5. С. 185–188.
  14. Zisman W.A. Relation of the Equilibruium Contact Angle to Liquid and Solid Constitution // Advances in chemistry series. 1964. 43. P. 1–51.
  15. Пугачевич П.П., Бегляров Э.М., Лавыгин И.А. Поверхностные явления в полимерах. М.: Химия. 1982.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2024