《材料表面与界面》课程教学资源（PPT课件）表界面基础－液体表面（固-液界面）

4固-液界面 ·荷叶现象 ■塑料表面的印刷 聚合物与其他材料的黏结 ■润滑 ■去污 ▣乳化 分散

4 固-液界面 ◼ 荷叶现象 ◼ 塑料表面的印刷 ◼ 聚合物与其他材料的黏结 ◼ 润滑 ◼ 去污 ◼ 乳化 ◼ 分散

4.1 Young方程和接触角 1.接触角：在三相交界处自固液界面经过液体内部到气- 液界面的夹角叫接触角，以表示。 (1)0=0,完全润 湿，液体在固 体表面铺展。 H20 He (2)090不润湿 θ<90°能润湿 (3)90°<0<180° 液体不润湿固体。 (4)0=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝成小球

4.1 Young 方程和接触角 1. 接触角：在三相交界处自固-液界面经过液体内部到气- 液界面的夹角叫接触角，以θ表示。 （1）θ=0，完全润 湿，液体在固 体表面铺展。 （2）0<θ<90° ， 液体可润湿固体， 且θ越小，润湿越好。 （3）90°<θ<180° 液体不润湿固体。 （4）θ=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝成小球

2.Young方程 8- 0s-8 OSG =OSL +OLG cOSO (1-54) Young方程：cos日=OsG-O丝 OLG

2. Young方程 cos (1-54)     SG SL LG = + cos SG SL LG Young     − 方程： =

0\s 气 液 Ls os dA -dAsc =dAsl 固0 dAst =-dAsc dAi cos OdAs Young方程的推导

Young方程的推导 cos SL SG LG SL dA dA dA dA  = − =

从能量观点推导Young方程 ·系统由谿的变化 dGOicdAic +oscdAsc+osidAst.(5-2) ■当液体滑动时，应有： dAsi.=-dAsG dAig cos OdAst. ■代入得： dG=(OIG coS0-OsG+os)dAst.(5-3) ·平衡时，dG=0,故 sG-0=0GC0s0(⑤-4)

从能量观点推导Young方程 ◼ 系统自由焓的变化 ◼ 当液体滑动时，应有： ◼ 代入得： ◼ 平衡时，dG=0,故 SG cos (5-4)     SL LG − = dG dA = − + (    LG SG SL SL cos (5-3) ) cos SL SG LG SL dA dA dA dA  = − = (5-2) LG LG SG SG SL SL dG dA dA dA = + +   

4.2粘附功和内聚能 图1-18a、B相的分离

4.2 粘附功和内聚能 图1-18 α、β相的分离

在这一过程中，外界所做的功⊙。为： Wa=0a+0g-oB(1-55) Wa是将结合在一起的两相分离成独立的两相外界所 做的功，称作粘附功

Wa是将结合在一起的两相分离成独立的两相外界所 做的功，称作粘附功。 Wa (1-55)     = + − 在这一过程中，外界所做的功 为: a

0 均相物质的分离

均相物质的分离

若将均相物质分离成两部分，产生两个新界 面，则式(1-55)中，0a=0B,0aB=0。则： Wc-20 (1-56) 这里Wc称作内聚功或内聚能，物体的内聚能越 大，将其分离产生新表面所需的功也越大

若将均相物质分离成两部分，产生两个新界 面，则式（1-55）中，σα =σβ，σαβ=0。则： 这里Wc称作内聚功或内聚能，物体的内聚能越 大，将其分离产生新表面所需的功也越大。 Wc=2 (1-56) 

4.3 Young-Dupre公式 对固液界面，粘附功： WsL=os+o L-O SL 考虑到与气相平衡 WsL=0 SG+O LG-O SL Young方程： 0sG-0z=0Gc0s0(1-54)

4.3Young-Dupre公式 对固液界面，粘附功： WSL=σS+σL-σSL 考虑到与气相平衡 WSL=σSG+σLG-σSL Young方程： SG cos (1-54)     SL LG − =