Page 79 - 130

80

гідрофобними і органофільними; пуста порода, навпаки, є гідрофільною.

3.1.5.3 Адгезія між твердим тілом і рідиною

Адгезія і змочування, як правило, супроводжують одне одного і
відповідним чином характеризують міжфазну взаємодію.
Принципова відмінність між поверхневими явищами адгезії і змочування
полягає в тому, що змочування має місце при наявності спряження трьох фаз:
твердого тіла, газу і рідини, в той час як адгезія відбувається на межі двох фаз.
Роботу адгезії можна обчислити за рівнянням Юнга, наведеним в
попередньому підрозділі:

 1 ,3   1 ,2   2 ,3 cos  .

Звідси

 1 ,3   1 ,2   2 ,3 cos  .

Підставляючи цей вираз у рівняння Дюпре

W a S   1, 3   1, 2   2 3 , ,

отримаємо

W S     cos     1 cos    W S   1  cos  ,
a 2 ,3 2 ,3 2 ,3 a 2 ,3

де W – робота адгезії; S – поверхня розділу фаз.
a
Маючи на увазі, що робота когезії W S  2  і розділивши праву і ліву
к
частини на 2, отримаємо

W a W  1 cos   2 .
к
Оскільки змочування кількісно характеризується косинусом краєвого
кута, то у відповідності з одержаним рівнянням воно визначається відношенням
роботи адгезії до роботи когезії для змочуючої рідини.
Із рівняння можна зробити такі висновки.
1. При повному змочуванні  0, cos   1, W  W , тобто робота адгезії
a
к
в цьому випадку дорівнює когезії змочуючої рідини.
2. При незмочуванні  90 , cos   0, W  W 2 , тобто робота адгезії у
a к
два рази менша від роботи когезії змочуючої рідини.
3. При повному незмочуванні  180 , cos    1, W  0, однак такий
a
стан на практиці не реалізується, оскільки деяка адгезія завжди існує. Тому
повного незмочування в реальних системах також бути не може.
Оскільки одне з найбільших значень краєвого кута при змочуванні водою
спостерігається на поверхні тефлону (політетрафторетилену), то для цієї
системи характерна і найменша адгезія, враховуючи, що краєвий кут дорівнює
3

2
108, а  H O  72 0 ,  10 Дж/м (при 25С). З попереднього рівняння отримуємо
2

3
2
роботу адгезії, яка дорівнює 50 , 3 10 Дж/м (cos 108   0, 31).·