Лако-красочные материалы — производство

При контакте одной жидкости с другой постепенно происходит их взаимное насыщение. В результате разница между поверх­ностными натяжениями фаз на границе с воздухом уменьшается, что обычно ведет к ухудшению растекания одной жидкости на поверхности другой [см. уравнение (11.161)]. В системах из двух жидкостей, одна из которых вода, наблюдается такое яв­ление, когда жидкость, имеющая меньшее поверхностное натя­жение, чем вода, сначала растекается по поверхности воды, а затем стягивается в каплю с соответствующим краевым углом в результате того, что после взаимного насыщения коэффици­ент растекания уменьшается почти до нуля или даже стано­вится отрицательным. Например, при нанесении бензола на поверхность воды он быстро растекается (/ = 8,8 мДж/м2), а после взаимного насыщения жидкостей бензол стягивается

Таблица П. Є. Коэффициенты растекания жидкостей на поверхности Воды после взаимного их насыщения при 293 К

U мДж/м-‘

Изопентиловый спирт Бензол —2,7 н-Гептиловый спирт —1,6 Дииодметан

В каплю, так как коэффициент растекания /ь;.с = —1,6 мДж/м2. Основной вклад в уменьшение коэффициента растекания вносит снижение поверхностного натяжения водной фазы, на поверх­ности которой после насыщения образуется мономолекулярный слой бензола (Дон2о= 10,6 мДж/м2). В табл. II.6 приведены еще несколько примеров уменьшения коэффициентов растека­ния жидкостей по поверхности воды при их взаимном насыще­нии (ср. с табл. II.5).

Уменьшение коэффициента растекания практически до ну­ля послужило основанием сформулировать приближенное пра­вило (правило Антонова), которое следует из соотношения (11.161), записанного для систем со взаимно насыщенными жидкостями, когда жидкость 2 растекается по жидкости 3:

Согласно правилу Антонова межфазное натяжение двух взаимно насыщенных жидкостей равно разности поверхностных натяжений их взаимно насыщенных растворов на границе с воздухом (табл. II.7).

Если жидкости не растекаются друг по другу, то при взаим­ном их насыщении коэффициент растекания обычно принимает более отрицательное значение, что ведет к увеличению краево­го угла и еще большему несоблюдению правила Антонова.

При взаимном насыщении жидкостей изменяется работа адгезии между ними. При соблюдении правила Антонова ра­бота адгезии может быть оценена по соотношению, вытекаю­щему из уравнений (11.141) и (11.165):

Деиас = „нас + аиас _ анас ^ „нас + „нас _ „нас + анас _ 2(JHac (Ц Л66)

Таблица 11.7. Примеры соблюдения правила Антонова при контакте

Жидкостей с водой

Afj. мДж/м5

Бензол Анилин

Хлороформ Крезол 292 63,2

TOC o "1-3" h z 299 46,4

291 59,8

291 37,8

Таким образом, работа адгезии между двумя взаимно на­сыщенными жидкостями (при соблюдении правила Антонова) приблизительно равна удвоенному поверхностному натяжению фазы, имеющей меньшее поверхностное натяжение.