表麵張力與潤濕性有什麽關係？

潤濕是一種物理現象，通常是一相在另一相的表麵進行覆蓋的過程。潤濕性的好壞決定於兩相的表麵張力，比如固體-液體相，隻有液體的表麵張力低於固相的表麵張力時，潤濕才可以發生。表麵張力越小，潤濕性能越好。液體表麵任意二相鄰部分之間垂直於它們的單位長度分界線相互作用的拉力。表麵張力的形成同處在液體表麵薄層內的分子的特殊受力狀態密切相關。在生產過程如果需要提升產品的潤濕性，必須通過降低液體的表麵張力來實現，通常加入少量的表麵活性劑就可以起到降低表麵張力的效果。

什麽是表麵張力？

液體分子之間的內聚力負責稱為表麵張力的現象。表麵上的分子在所有麵上都沒有相似的相鄰原子，因此它們在表麵上與它們直接關聯的分子更強烈地結合在一起。這就形成了一個表麵“膜”，這使得在物體被完全浸沒時移動物體比移動物體更困難。同樣的情況也適用於不混合在一起的兩種液體的界麵。在這種情況下，使用界麵張力。表麵和界麵張力有幾個不同的單元。

界麵張力，也叫液體的表麵張力，就是液體與空氣間的界麵張力。在數值上與比界麵能相等。固體表麵與空氣的界麵之間的界麵張力，就是固體表麵的自由能。固體表麵不同的材質，其表麵自由能不同，金屬和一般無機物表麵的能量在100mN/m以上，稱為高能表麵；塑料等有機物表麵的能量較低，稱為低能表麵。界麵張力，也叫液體的表麵張力，就是液體與空氣間的界麵張力。在數值上與比界麵能相等。液體與另一種不相混溶的液體接觸，其界麵產生的力叫液相與液相間的界麵張力。液體與固體表麵接觸，其界麵產生的力叫液相與固相間的界麵張力。液體的表麵張力，就是液體表麵的自由能。固體表麵與空氣的界麵之間的界麵張力，就是固體表麵的自由能。固體表麵不同的材質，其表麵自由能不同，金屬和一般無機物表麵的能量在100mN/m以上，稱為高能表麵；塑料等有機物表麵的能量較低，稱為低能表麵。

表麵張力是如何測量的？

平衡表麵張力可以用力或光學張力計測量。

力量測定法

由張力計進行的表麵張力和界麵張力的測量是基於探針與兩種流體界麵的相互作用的力測量。可以通過確保在開始實驗之前將探針的大部分浸沒在光相位中，像表麵張力測量一樣執行界麵張力測量。

在這些實驗中，一個探頭掛在天平上，並與測試的液體界麵接觸。當探針與液體表麵相互作用時，平衡所經曆的力可以用來計算表麵張力。在這種情況下存在的力取決於以下因素：探針的尺寸和形狀、液</span>/固相互作用的接觸角和液體的表麵張力。探針的尺寸和形狀易於控製。接觸角控製為零（完全潤濕）。這是通過使用高能表麵的探針來實現的。注意®探針由鉑/銥合金製成，確保完全潤濕和容易和可靠的清潔。力測量的數學解釋取決於所用探針的形狀。通常使用兩種類型的探針，即杜氏環和威廉板。金屬棒也可以用來限製液體樣品體積。

如何選擇最佳測量方法

接觸角與表麵粗糙度

表麵的化學和地形特性在許多不同的應用和過程中是重要的參數，其中潤濕和粘附行為需要優化。潤濕性可以通過測量基底與給定液體的接觸角來研究。著名的楊氏方程描述了固體、液體和蒸氣三相接觸處的平衡。

界麵張力，形成潤濕的平衡接觸角

該圖顯示了理想和真實表麵上的液滴。在理想表麵上，應用楊氏方程，並且測量的接觸角等於年輕接觸角（上圖）。在實際表麵上，實際接觸角是與液體-蒸汽界麵的切線和固體（下部圖像）的實際局部表麵之間的夾角。然而，測量的（表觀）接觸角是宏觀上觀察到的液-氣界麵的切線和代表表觀固體表麵的線之間的夾角。實際和明顯的接觸角值可以基本上彼此偏離。為了計算固體的實際表麵自由能，應該使用實際的接觸角。

粗糙度與與濕潤性之間的關係

增加表麵粗糙度會增強由表麵的化學引起的潤濕性。例如，如果表麵是化學疏水性的，當添加表麵粗糙度時，它將變得更疏水。

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