液体对固体的润湿作用

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表面活性剂润湿作用

固体表面上的原子或分子的价键力是未饱和的，与内部原子或分子比较有多余的能量。

所以，固体表面与液体接触时，其表面能往往会减小。

通常，暴露在空气中的固体表面积总是吸附气体的，当它与液体接触时，气体如被推斥而离开表面，则固体与液体直接接触，这种现象称为润湿。

一、润湿过程在清洁的玻璃板上滴一滴水，水在玻璃表面上立即铺展开来；而在石蜡上滴一滴水，水则不能铺展而保持滴状，如图1所示。

从水面与固体面的接触点沿水面引切线，切线与固体面之间的夹角θ称为接触角。

水与玻璃的接触角接近于零，而与石蜡的接触角约为1100。

接触角小的固体易为液体润湿，反之，接触角大的固体则不易被液体润湿。

因此，接触角的大小可作为润湿的直观尺度。

又如，在玻璃板上滴一滴酒精，酒精滴也会在玻璃板上铺展开来，其接触角为零，铺展情形与水的情况没有什么差异。

当固体物质不是玻璃时，其润湿情况有显著不同。

因此，在研究润湿时，接触角是一个重要判据。

为对润湿尺度给以更严格的规定，下面讨论润湿过程。

图1.接触角润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象，这就是说发生润湿时，固一气界面消失，形成新的固-液界面。

在这种过程中能量(自由能)必发生变化，自由能变量的大小可作为润湿作用的尺度。

固一气界面消失，新的固-液界面产生有多种方式，所以润湿的类型也相应有多种。

图2为三种类型润湿。

图2(a)为铺展润湿，水、酒精等在玻璃表面上铺展即为这种铺展润湿。

发生这种润湿时能量变化由式一决定：(式一)式中y s——固体的表面张力；Y L——液体的表面张力；Y SL——固体和液体的界面张力；W S——铺展功，亦称做铺展系数。

W S的物理意义从图可以清楚地看出：在固体表面上铺展的液体膜，在逆过程中减少单位面积所需的能量。

经过这种过程后，固体产生lcm2的新表面，同时消失1cm2液体表面和lcm2固-液界面，所以从式一由表面张力和界面张力立即算出W s。

在发生这种润湿的过程中，释放出的能量和W s相等，W s≥0时发生润湿。

3.4 固液界面(润湿作用)解读

接触角的测定
（1）透过高度法固体粉末装在一以多孔板为底的玻管中，液面在毛细作用下沿管中粉末柱上升h。
gh
2 l g cos q r
ghr cos q 2 l g
由上式可见，只要测得粉末间孔隙的平均半径 r及透过高度 h，即可结合已知的 l 求 g θ。但由于r值无法直接测定，故常用一已知表面张力，密度和对粉末接触角 θ为0的液体来标定。
Wi G ( ls g-s ) Wi 0能浸湿。

浸湿功(work of immersion)
铺展系数(spreading coefficient)
铺展系数(spreading coefficient)
等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。若S，说明液体可以在固体表面自动铺展。
Wa G ( ls gl g-s )

粘附功(work of adhesion)
浸湿功(work of immersion)
等温、等压条件下，将具有单位表面积的固体可逆地浸入液体中所作的最大功称为浸湿功，它是液体在固体表面取代气体能力的一种量度。只有浸湿功大于或等于零，液体才能浸湿固体。在浸湿过程中，消失了单位面积的气、固表面，产生了单位面积的液、固界面，所以浸湿功等于该变化过程表面自由能变化值的负值。
影响接触角测定的因素
除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞
后和吸附作用。（1）接触角滞后 ①前进接触角和后退接触角前进接触角，以液固界面取代固气界面后形成的接触角为前进接触角θA，如将固体板插入液体中；后退接触角则相反，即以固气界面取代固液界面后形成的接触角叫后退接触角，用 θR表示，如水滴在斜玻璃板上，流动可形成前进接触角和后退接触角。 ②接触角滞后及原因指前进接触角与后退接触角之差称为接触角滞后（θA-θR）

什么是润湿作用

什么是润湿作用
润湿作用是指液体在与固体接触时，能够在固体表面上形成一层平均和连续的薄液体膜，使固体表面被液体湿润的现象。

润湿作用可以分为沾湿、浸湿和铺展三种类型。

润湿作用是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程，在日常生活和生产实际中，如洗涤、印染、矿物浮选等，是最常见的现象之一。

因此，研究润湿现象有极强的现实意义。

此外，润湿作用在表面涂料、化妆品、医疗器械、涂层材料等领域也有广泛应用。

以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业人士。

润湿原理的应用

润湿原理的应用润湿原理是指液体在固体表面的扩展现象，也可以理解为液体与固体之间的相互作用力。

润湿现象广泛应用于生活和工业中的各个方面，以下是润湿原理的一些具体应用。

1. 表面润湿和表面张力：润湿现象可以使一些液体在固体表面上形成一层薄膜，这可以改变物体的表面性质。

例如，在纺织品加工中常用的涤纶功能面料采用了纳米级表面处理技术，通过润湿作用可以使面料具有防水、防油、防污等功能。

2. 渗透和分散：润湿原理可以被应用于渗透和分散过程中。

例如，在化妆品中，通过润湿作用可以使乳液或化妆品更容易渗透到皮肤中，提高吸收效果。

在农业领域，通过润湿作用可以促进植物根系对水分和养分的吸收。

3. 润滑：润滑是润湿原理在机械工程中的一个重要应用。

例如，在机械设备中润滑油或润滑脂能够减少机械零件之间的摩擦，降低能量损耗，并延长设备的使用寿命。

4. 涂层和印刷：通过润湿作用可以实现涂层和印刷工艺的精确控制。

在印刷过程中，墨水会通过润湿作用在印刷版与印刷媒介之间形成一层薄膜，从而实现传递。

在涂层过程中，涂料通过润湿作用可以均匀地附着在物体表面上，提供保护和装饰功能。

5. 表面改性：润湿原理可以通过表面改性实现多种功能。

例如，在材料科学领域，通过表面润湿作用可以提高材料的粘附性、耐磨性、耐腐蚀性等性能。

在光学和电子器件制造中，利用润湿现象可以改善材料的光学透明度和电子性能。

6. 微流控系统：微流控系统是一种利用微米级通道和润湿原理来控制微小流体流动的技术。

该技术被广泛应用于生物医学、化学分析和生物化工等领域。

微流控系统可以通过控制流体在不同通道中的润湿程度来实现样品的分离、混合和传感。

总的来说，润湿原理的应用十分广泛，涉及到生活的各个方面，如化妆品、纺织品、涂层和印刷、机械工程、材料科学等。

润湿现象的研究和应用不仅能改善材料的性能，还可以推动科技的发展，并为人们提供更便利、高效和可持续的生活方式。

请叙述润湿的原理

请叙述润湿的原理润湿是指在两种不同状态的物质接触面上，液体在固体表面上均匀分布形成的情况。

具体而言，润湿是液体在固体表面上产生的一种现象，液体在这种情况下倾向于展开并保持与固体表面直接接触的状态，而不是形成球状。

润湿现象是由一系列的物理和化学因素共同作用形成的，涉及表面张力、表面能、接触角等多个因素。

润湿的原理可以从两个方面来解释：表面张力和界面能。

首先，表面张力是润湿现象的主要原理之一。

液体分子有一种相互间吸引的力，称为相互吸引力。

在液体的内部，所有的液体分子都受到周围分子的吸引力。

然而，在液体表面，分子只能被同侧和对面的液体分子吸引，而不能被周围的气体或固体分子吸引。

因此，液体表面的分子之间会形成一个类似于薄膜的结构，这种现象称为表面张力。

当液体接触到一个固体表面时，如果液体分子与固体表面的相互吸引力比内部分子之间的吸引力强，液体会在固体表面上均匀分布，形成润湿。

其次，润湿还与固体表面的界面能有关。

固体表面的界面能是指单位面积上液体分子在与固体接触时要克服的能量。

在液体接触到固体表面时，如果液体分子要克服的界面能小于它们自身的内部吸引力，液体就会在固体表面上润湿。

当液体分子能够克服固体表面的界面能时，它们与固体表面更稳定地接触，这种情况下接触角会较小。

相反，如果液体分子要克服的界面能大于内部吸引力，液体就无法润湿固体表面，形成一个水滴或球状体，接触角较大。

还可以从接触角的角度来解释润湿现象。

接触角是由液滴与固体表面之间形成的一个界面，它与固体表面的界面能有关。

接触角越小表示固体表面越容易被液体湿润，液体分子在固体表面上均匀分布的可能性就越大。

相反，接触角越大表示固体表面越不容易被液体湿润，液体形成球状的可能性就越大。

综上所述，润湿是由表面张力和界面能共同作用形成的。

液体在和固体表面接触时，如果液体分子的吸引力和克服固体表面界面能的能力均较强，液体就会在固体表面上润湿。

润湿现象在自然界和生活中起着重要的作用，例如润湿现象在染料、薄膜涂层、液滴形状控制等领域有着广泛的应用。

第四章固-液界面-北航-表面与界面化学教程

A 2 r r , A( s l g l g s ) 2 r r ( s l g l g s )
Vg h
2
Vg h
2
V 0, Ahm Ah 2 r rhm r 2 h 2 r r
粗糙因子（粗糙度）：是固体的真实表面积与相同体积固体假想的平滑表面积之比。显然，r大于等于1. r越大，表面越粗糙。
Wenzel方程的重要性是说明了表面粗糙化对接触角的影响： • < 90°, ’< ,表面粗糙化使接触角变小，润湿性更好。 • > 90°, ’> , 表面粗糙化会使润湿的体系更不润湿。 • 揭示了均相粗糙表面的表观接触角与本征接触角之间的关系 • 注意：Wenzel方程只适用于热力学稳定的平衡状态，但由于表面不均匀，液体在表面上展开时需要克服一系列由于起伏不平而造成的势垒。当液滴振动能小于这种势垒时，液滴不能达到Wenzel方程所要求的平衡状态而可能处于某种亚稳平衡状态。
180 ,Wa 0
90 , A 0

沾湿自发进行浸湿自发进行铺展自发进行
0 ,S 0

实用时，以90°为界：
若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。若接触角等于0°或不存在平衡接触角时，说明液体能铺展渗透过程？？？
当固体表面由不同种类的化学物质组成时，如污染或多晶？？（2）Cassie模型 Cassie和Baxter进一步拓展了Wenzel的处理，提出可以将粗糙不均匀的固体表面设想为一个复合表面，即认为液滴在粗糙表面上的接触是一种复合接触。设固体表面有物质1和2组成，这两种不同成分的表面是以极小块的形式均匀分布在表面上的（每一小块的面积远小于液滴的尺寸）。它们的本征接触角分别用1和 2表示，在单位面积上所占的表面积分数分别为f1和f2(f1+f2=1)。又设当液滴在表面展开时两种表面所占的分数不变。这时可得到：

润湿性的定义及测定方法

润湿性的定义及测定方法
润湿性是指液体在与固体接触表面上的吸附现象，即液体在接触角范
围内与固体之间的相互作用。

润湿性是表征液体与固体接触的性质，直接
影响液体在固体表面的传输、扩散和吸附等过程。

润湿性的好坏取决于液
体与固体之间相互作用力的强弱，主要包括附着力和内聚力。

润湿性的测定方法一般分为两种：
1.静态接触角法：
静态接触角法是通过测量液滴与固体表面之间的接触角来评估润湿性。

液滴在固体表面上形成一个接触角，接触角的大小直接反映了液体与固体
之间的相互作用力。

接触角的大小与液滴在表面上的扩散能力呈负相关，
即接触角越小，润湿性越好。

常用的测量方法有静态接触角法、动态接触
角法和测量接触角动力学方法。

2.液滴扩展性法：
液滴扩展性法是通过测量液滴在固体表面扩展的面积来评估润湿性。

液滴在固体表面上展开时，其半径会逐渐增大，液滴面积也会随之增大。

液滴表面积的增长速率越快，润湿性越好。

可通过光学方法或图像处理技
术来测量液滴的扩展面积。

除了以上两种常用的测量方法外，还有一些其他的润湿性测定方法，
如悬滴法、旋转浆粒法、薄膜侵润法等。

这些方法在实际应用中根据具体
情况选择合适的测量方法。

总结起来，润湿性的测定方法主要有静态接触角法和液滴扩展性法。

这些方法可以通过测量接触角的大小或液滴在固体表面扩展的面积来评估
液体与固体之间的相互作用力，从而判断润湿性的好坏。

这些方法在各种领域中广泛应用，如材料科学、化工、医学等领域，对于改善液体在固体表面上的传输和吸附过程具有重要意义。

沾湿浸湿铺展三种润湿作用及接触角相关问题

一、润湿作用凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿。

润湿过程分为三类，即在日常生活中经常遇到的沾湿、浸湿和铺展。

1、沾湿液体取代固体表面气体，液体不能完全展开的过程称为沾湿。

Asl sg A W G =-+=∆-γγγlg （黏附功）当W A>0时，沾湿过程才是自发的。

固－液界面取代液－气界面和气－固界面的过程2、铺展液体在固体表面展开成薄层，此过程称为铺展。

铺展是固气界面消失，气液界面和固液界面形成的过程。

SG sl gs s =--=∆-γγγlg （铺展系数）铺展系数S>0，过程自发进行。

3、浸湿固体浸于液体中的过程称为浸湿。

此过程是固气界面被固液界面取代，气液界面无变化，此过程自由能变化为Isl sg I W G =-=∆-γγ（浸润功）WI>0，过程自发进行。

二、接触角与Young 方程将一液体滴到一平滑均匀的固体表面上，若不铺展，将形成一平衡液滴，其形状由固液气三相交界面处所作气液界面之切线经液滴至固液界面所成之夹角决定，此角称为该种液体在所研究固体表面上之接触角，或称润湿角。

接触角常以θ表示。

γθ< 90︒θ> 90︒•接触角θ与各个界面张力θγγγcos lg =-sl sg该式称为Young 方程或润湿方程。

θ越小，润湿过程越易进行。

习惯上，θ>90℃, 为不润湿 θ<90℃, 为润湿三.决定和影响接触角大小的一些因素 1.物质的本性对于指定的固体，液体表面张力越小，其在该固体上的θ也越小。

对于同一液体，固体表面能越大，θ越小。

θ反应了液体与固体表面亲和作用大小，亲和力越强越易于在表面上展开， θ越小。

2.接触角滞后现象若液体与固面无相对运动时，所形成的两个接触角是相等的即平衡接触角θe ；若液体与固体发生相对运动时，则会形成两个不同的接触角。

较大的θa 称为前进接触角，较小的θr 称为后退接触角。

这种θa ＞θr 的现象称为接触角滞后。

润湿类型作用和润湿剂的应用

润湿类型作用和润湿剂的应用润湿是指液体与固体表面的接触行为。

润湿类型分为强润湿、弱润湿和非润湿。

作用包括改善液体在固体表面的分布、增加混合物的稳定性、降低表面张力等。

润湿剂是一种能够降低固体表面张力并提高液体与固体接触角的物质，广泛应用于化妆品、涂料、油墨、药品、农药等行业。

润湿类型：1.强润湿：指液体能够完全均匀地分布在固体表面上，接触角接近于零度。

液体在固体表面上形成薄膜，使固体表面完全被液体包裹。

这种情况下，液体能够充分地与固体接触，形成良好的润湿效果。

2.弱润湿：指液体在固体表面上的分布较为不均匀，接触角介于0度和90度之间。

液滴在固体表面上无法形成完整的平均分布的薄膜。

3.非润湿：指液体无法在固体表面上形成薄膜，呈现球状状态，接触角大于90度。

液滴无法完全湿润住固体表面。

润湿剂的作用：1.改善液体在固体表面的分布：润湿剂能够降低液体在固体表面上的表面张力，使液体能够更容易地在固体表面上均匀分布，提高液体与固体的接触面积。

2.增加混合物的稳定性：润湿剂能够促进不同液体的混合，使其分子更加均匀地分散在一起，提高混合物的稳定性。

3.降低表面张力：润湿剂能够降低液体与固体表面之间的表面张力，从而使液体能够更容易地在固体表面上展开，提高润湿效果。

4.提高流动性：润湿剂能够降低液体的粘度，使其流动性更好，便于应用和加工。

润湿剂的应用：1.化妆品：润湿剂在化妆品中广泛应用，能够提高化妆品对皮肤的润湿效果，增加产品的光滑度和延展性。

2.涂料和油墨：润湿剂能够提高涂料和油墨在涂布过程中的润湿性，使其更好地粘附在基材表面，提高涂层的质量和附着力。

3.药品：润湿剂在药品中的应用能够提高药物的稳定性和可溶性，促进药物的吸收和释放。

4.农药：润湿剂能够提高农药在作物表面的附着性和渗透性，增加农药的效果。

总结起来，润湿剂通过降低液体与固体表面的表面张力，提高液体与固体的接触面积，改善液体在固体表面的分布，从而提高润湿效果。

从热力学角度解释润湿现象的本质

润湿现象是我们日常生活中经常会遇到的现象，润湿现象指的是一种物体表面上液体与固体相互作用的现象。

当液体接触到固体表面时，会出现液体在固体表面上展开的现象，这种现象被称为润湿。

润湿现象在生活中有着广泛的应用，如涂料的涂布、纸张的印刷、医用敷料的制备等等。

那么，从热力学角度来解释润湿现象的本质是什么呢？下面我们将从几个方面来解释这一问题。

1. 宏观观察润湿现象的本质可以从宏观角度来解释。

当一定液体滴落在固体表面上时，我们可以观察到液体会在固体表面上形成一个接触角，这个接触角可以帮助我们判断液体和固体的相互作用情况。

如果液体形成的接触角较小，例如水在玻璃表面上形成的接触角约为20°，则说明液体与固体之间有较好的相互作用，这种情况下液体可以很好地润湿固体表面。

而如果液体形成的接触角较大，例如水在蜡烛表面上形成的接触角约为120°，则说明液体与固体之间的相互作用较弱，这种情况下液体难以润湿固体表面。

2. 分子层面从分子层面来解释，润湿现象的本质是液体分子与固体表面分子之间的相互作用。

在润湿过程中，液体分子会受到固体表面分子的作用力，这种作用力可以分为两种类型：吸附作用和凝聚作用。

a. 吸附作用液体分子在接触固体表面时，会受到固体表面分子的吸引，这种吸引可以称为吸附作用。

吸附作用会使液体分子在固体表面上形成一层吸附层，从而使液体能够在固体表面上展开。

b. 凝聚作用液体分子之间的相互作用也会影响润湿现象。

在液体分子之间存在着凝聚作用，这种凝聚作用会使液体分子更倾向于聚集在一起。

当液体分子与固体表面分子发生相互作用时，凝聚作用会使液体分子更倾向于与固体表面分子相互作用，从而使液体能够在固体表面上展开。

3. 热力学角度从热力学角度来看，润湿现象的本质可以理解为固液界面的自由能。

润湿现象的发生需要考虑固液界面的能量变化情况，可以通过接触角和界面张力等参数来进一步解释这一问题。

当固液界面能量降低时，润湿现象就会发生。

润湿剂的应用原理

润湿剂的应用原理润湿剂的定义润湿剂是一种化学物质，可以降低固体表面和液体之间的界面张力，从而促进液体在固体表面上的扩展和覆盖。

润湿剂在工业生产和日常生活中被广泛应用，用于改善液体在固体表面的传播性能。

润湿剂的作用原理润湿剂起到降低表面张力的作用，使液体能够更好地附着在固体表面上。

其主要作用原理如下：1.界面张力的降低：润湿剂能够与液体形成一种称为“降张剂”的界面活性剂，通过降低液体和固体之间的界面张力，促进液体在固体表面的扩展，使液体更容易润湿固体表面。

润湿剂分子在固体表面吸附，形成一层薄膜，从而改变液体的表面性质。

2.表面能的改变：润湿剂可以改变固体表面的化学性质，降低表面能，使固体表面更易被液体湿润。

润湿剂分子与固体表面发生化学反应或吸附作用，改变固体表面的能量状况，使液体能够快速扩展并覆盖固体表面。

3.表面活性物质的存在：润湿剂中常含有表面活性物质，如界面活性剂，它们在液体和固体之间起到连接剂的作用，降低液体和固体之间的表面张力，增强液体在固体表面的附着能力。

润湿剂的应用领域润湿剂在实际应用中广泛用于各个行业，以下是润湿剂的一些主要应用领域：1.涂料工业：润湿剂能够降低涂料表面的界面张力，使其更好地附着在涂料基材上，提高涂料的均匀性和光泽度。

2.印刷工业：润湿剂能够在印刷过程中改善油墨在印刷纸张上的附着性，提高印刷品的质量和印刷速度。

3.纺织工业：润湿剂能够改善纤维材料与染料溶液的接触性，促进染料分子在纤维材料上的扩散，提高染色效果。

4.化妆品及个人护理品：润湿剂能够改善化妆品和个人护理品与皮肤的接触性，使其更好地被皮肤吸收和渗透，提高产品的效果。

5.农业领域：润湿剂可以提高农药在植物表面的附着性，增加农药的有效利用率，减少农药的使用量。

6.电子工业：润湿剂可以用于半导体材料、电子元件表面的清洁和涂层，提高电子元件的可靠性和性能。

以上只是润湿剂应用的一部分领域，润湿剂还在其他许多工业和日常生活中发挥着重要作用。

液-固界面—润湿作用

等温、等压条件下，可逆铺展单位面积时， Gibbs自由能的变化值为
S 称为铺展系数，若S ，说明液体可以在固体表面自动铺展。
铺展过程
气液
固
a
b
液体在固体表面上的铺展
接触角与润湿方程
在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界
面张力之பைடு நூலகம்的夹角称为接触角，通常用q表示。
接触角与润湿方程
若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；
G l-s l-g s-g
Wa G l-s l-g s-g
Wa 称为粘湿功
粘湿功的绝对值愈大，液体愈容易粘湿固体，界面粘得愈牢
什么是浸湿过程？在恒温恒压可逆情况下，将具有单位表面积的固体浸入液体中，气－固界面转变为液－固界面的过程称为浸湿过程该过程的Gibbs自由能的变化值为：
G ls gs Wi
Wi 称为浸湿功，它是液体在固体表面上取代气体能力的一种量度，有时也被用来表示对抗液体表面收缩而产生的浸湿能力，故又称为粘附张力
Wi 0 液体能浸湿固体
固体浸湿过程示意图固
g-s
气
固
液
l-s
铺展过程
等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这种过程称为铺展过程.
若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。
接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算
接触角与润湿方程
可以利用实验测定的接触角和气-液界面张力，计算润湿过程的一些参数
能被液体所润湿的固体，称为亲液性的固体，常见的液体是水，所以极性固体皆为亲水性固体。
不被液体所润湿者，称为憎液性的固体。非极性固体大多为憎水性固体。

液体在固体表面的润湿

高表面能表面：1N.m-1以上的物质。通常将金属及其
氧化物、硫化物、无机盐等的表面视为高表面能表
面。从润湿方程
cos sg sl lg
中可以看出，表面能高的固体比表面能低的固体更容易被液体所润湿。
一、低表面能表面的润湿性质
同系物溶液在同一固体上的接触角随液体表面张力的降低而减小
• 不同种的有机物在聚四氟乙烯表面上的润湿实验，从这个实验可以看出，与所接触
第四节接触角的测定
一、角度测量法
1、观察测量法：观察液滴或气泡外形，可以通过将影像放大或显微镜观察，也可以进行摄影，然后作切线，测量其角度。
特点：方法简单，但切线不易作准确
2、斜坡法：当固体板插入液体时，在三相交
界处总是有保持一定角度的接触角。但是只有当固体板面与液面所夹的角度和接触角相等时，液面才会一直平伸到三相交界处，如上图所示，这时液面没有出现弯曲不平。
的液体的关系不大而是所给固体的特征值。
• 在不同表面结构的固体表面上做接触角与表面张力（液体）之间的关系实验。找出各种不同表面结构的固体表面的临界表面张力。
通过以上三种实验，得出如下几点规律：
（1）高分子固体的润湿性质与其分子的元素组成有关。在C-H链中加入其它杂原子，高聚物的润湿性明显得到改善。氟原子的加入使润湿性明显降低，即变小。而其它原子的加入使之升高。它们增进润湿性能的能力有如下次序:N >O >I >Br > Cl >H-F
第三章液体在固体表面的润湿作用
第一节润湿作用
润湿（广义）：表面上的一种流体被另一种流体所取代的过程称之为润湿。
润湿（狭意）：固体表面上所吸附的气体被液体取代的现象，此时，固－气表面消失，而重新形成固—液界面，此时，体系吉布斯自由能变化自然将相伴发生。

物理化学润湿

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举例：人工降雨举例：增大胚芽的起始半径：灰尘，AgCl颗粒增大胚芽的起始半径：灰尘，AgCl颗粒
我国首架人工降雨飞机，我国首架人工降雨飞机，2003/07
28/32
过热液体（superheated liquid））当温度高于沸点时，液体不沸腾。当温度高于沸点时，液体不沸腾。
p(l )
* pr
ps = p ( l ) − p ( g )
p
*
p (l )
( V m l ) dp ( l ) ∫ p*
* pr
( V m g ) dp ( g ) = ∫
p*
设蒸气服从理想气体方程，设蒸气服从理想气体方程，液体的摩尔体积不随压力变化 *
pr (l ) (l ) * RT ln * = Vm ( p − p ) p
17/32
考察压力的变化对液体的蒸气压带来的影响：考察压力的变化对液体的蒸气压带来的影响：气液平衡时，气液平衡时，平面液体）（平面液体）弯曲液体）（弯曲液体）请注意压力的不同！请注意压力的不同！
µ
(g)
(T , p ) = µ (T , p )
* (l ) *
µ (T , p ) = µ (T , p )
(l ) (g)
20/32
* pr ( RT ln * = Vml ) ( p (l ) − p * ) p
p
(l )
= p
(g)
p 2σ 2σM (l ) * * ( l ) 2σ RT ln = Vm ( pr + − p ) ≈ Vm = p r r ρr 2σ * * 通常 pr − p << * r 2σM p

润湿动力学

润湿动力学润湿动力学是涉及到液体与固体之间的相互作用力学。

液体在与固体接触时，会在固体表面形成一个液体薄膜。

这个液体薄膜对于液体与固体的相互作用具有重要影响，影响着液体的黏附、润湿和摩擦等特性。

润湿是指液体与固体表面接触时，液体能够在固体表面形成一个平滑、均匀的液体薄膜的能力。

润湿的程度可以通过接触角来描述，接触角越小，液体与固体的接触越好，液体的润湿性越好。

相反，接触角越大，液体与固体的接触越差，液体的润湿性越差。

润湿动力学研究的重点在于如何影响和调节液体与固体之间的相互作用力，以达到液体的润湿和黏附等特性。

其中，最重要的参数是表面自由能。

固体表面的自由能越小，液体在其表面形成的液体薄膜越容易形成，液体的润湿性越好。

因此，润湿动力学的研究包括如何改变固体表面的自由能，以及如何通过添加表面活性剂等方法降低液体表面张力，来增强液体在固体表面的润湿性。

除了表面自由能和表面张力，润湿动力学还研究了液体与固体之间的接触力、半角和滑移等参数。

接触力是指液体与固体之间的引力和斥力，影响着液体薄膜在固体表面的形成和稳定性。

半角是指液体薄膜与固体表面的夹角，是描述润湿性的重要参数。

滑移是指液体在固体表面滑动时的摩擦力，影响着液体在固体表面的黏附性。

润湿动力学的研究不仅在工业界有着广泛应用，如涂料、油墨、粘合剂等领域，也在生物医学领域有着重要的应用，如人工心脏瓣膜、人工关节等医疗器械的润湿性研究。

在这些应用中，润湿动力学的研究可以使产品具有更好的润湿性、黏附性和耐久性，从而提高产品的性能和质量。

润湿动力学是涉及到液体与固体之间的相互作用力学，对于液体的润湿、黏附和摩擦等特性具有重要影响。

润湿动力学的研究涉及到表面自由能、表面张力、接触力、半角、滑移等参数，应用广泛，具有重要的科学研究和工业应用价值。

表面张力现象和润湿现象的微观解释

表面张力现象和润湿现象的微观解释表面张力现象和润湿现象是我们在日常生活中经常遇到的两种现象。

表面张力现象可以在水面上看到，润湿现象则是液体在固体表面上的现象。

这两种现象都可以通过微观角度来解释。

表面张力现象是指液体表面会呈现出一定的弹性和凝聚性，导致液体表面形成一个比较平坦的形态，如水一般。

这种现象可以通过表面张力的概念来解释。

表面张力是指液体表面静止时，它的表面尽可能小的趋势，是一种液体表面对立体的拉力。

液体内部的分子连成链状，这些链状分子可以互相吸引，并且呈现出向内的方向，这种力量给水面带来一定的拉力。

表面张力的大小取决于两种力的大小，一种是分子内部的相互作用力，另一种是分子与外部环境之间的相互作用力。

摩擦系数较小的相互作用力会产生强烈的表面张力，并使液体尽可能保持自身形态，因此河水漂流时也会形成边缘平坦，能够呈现出表面张力的较高质量的液体。

而在固体上润湿时，液体与固体表面的相互作用力对于固体表面与液体表面之间的相互作用力来说，更容易获胜。

这种现象可以用润湿角来解释。

润湿角是指固体表面与液体接触时，液体表面形成的一个与固体表面夹角的度量。

这个度量表示的是液体对固体表面的黏附减少，并且导致液体在固体表面上形成更大的面积，并且更容易流动。

润湿角的大小也与液体与固体之间的质力大小有关。

如果相互作用力较大，则液体更容易与固体表面接触便于湿润。

因此，固体表面与液体之间的相互作用力可以通过润湿现象来解释，并且可以利用润湿角的测量，来预测液体与固体表面之间的相互作用力的强度。

总之，表面张力现象和润湿现象都是液体分子间作用力导致的现象，可以通过微观角度加以解释。

它们在很多实际应用中都有着很大的意义，并且也引起了科学家们的广泛关注和研究。

简述物料的润湿现象

简述物料的润湿现象物料的润湿现象是指液体在与固体表面接触时的展开情况。

润湿现象在生产和工程中具有重要的应用价值，涉及到液体在固体表面上的附着、渗透和扩展等过程。

本文将从润湿现象的定义、原因、影响因素和应用等方面进行阐述。

一、润湿现象的定义润湿现象是指液体在与固体表面接触时的展开情况。

液体能否很好地润湿固体表面取决于液体和固体之间的相互作用力。

润湿现象可以分为两种情况：好润湿和不好润湿。

好润湿是指液体能够充分地展开在固体表面上，与固体表面接触的角度较小，形成较大的接触面积。

不好润湿则是指液体无法完全展开在固体表面上，与固体表面接触的角度较大，形成较小的接触面积。

二、润湿现象的原因润湿现象的发生是由于固体表面的表面张力和液体的黏性力之间的相互作用。

当固体表面的表面张力大于液体的黏性力时，液体无法充分展开在固体表面上，形成不好润湿现象；当固体表面的表面张力小于液体的黏性力时，液体能够充分展开在固体表面上，形成好润湿现象。

三、润湿现象的影响因素润湿现象的发生受到多种因素的影响，包括液体的性质、固体的性质和外界条件等。

液体的性质包括表面张力和黏度等，表面张力越大，润湿性越差；黏度越小，润湿性越好。

固体的性质包括表面粗糙度和化学成分等，表面粗糙度越小，润湿性越好；化学成分越容易与液体发生相互作用，润湿性越好。

外界条件包括温度和压力等，温度越高，润湿性越好；压力越大，润湿性越差。

四、润湿现象的应用润湿现象在生产和工程中有广泛的应用。

例如，在涂料工业中，涂料的润湿性能决定了其在固体表面上的附着性和扩展性，润湿性好的涂料能够更好地覆盖固体表面；在印刷工业中，墨水的润湿性能决定了其在印刷纸张上的渗透性和展开性，润湿性好的墨水能够更好地渗透纸张；在化工工业中，润湿性对于液体与固体之间的传质和反应也具有重要的影响。

润湿现象是液体在与固体表面接触时的展开情况，涉及到液体和固体之间的相互作用力。

润湿现象的发生受到液体性质、固体性质和外界条件等因素的影响。

液-固及液-气(空气)界面现象

7.4 液-固及液-气（空气）界面现象7.4.1润湿现象7.4.1.1 接触角液体对固体表面的润湿作用是界面现象的一个重要方面，它主要研究液体对固体表面的亲合状况。

例如水能润湿玻璃，但不能润石蜡。

荷叶上的水珠可以自由滚动，说明水不能润湿荷叶。

一般来说，若液体能润湿固体，则液体呈凸透镜状；若不能润湿，则呈椭球状，如图。

液体对固体的润湿的程度可用接触角来衡量。

所谓接触角就是固-液界面经液相到气-液界面所转过的角度。

接触角越小，润湿越好。

一般以θ=90°为分界线。

θ＜90°，为能润湿；θ=0°为完全润湿。

θ＞90°，为不润湿；θ=180°，为完全不润湿。

现在我们导出接触角与界面张力之间的关系。

点O 的液体受到三个表面张力的作用：s g -σ力图将点O 的液体拉向左方，以覆盖气-固界面，使气-固界面缩小；s l -σ力图将点O 的液体向右拉，以缩小液-固界面；l g -σ力图将点O 的液体沿切线方向向上拉，以缩小液-气界面。

在固体为光滑平面的情况下，润湿平衡时，有s g -σ=s l -σ+l g -σθcos或（1）式（1）就是表示界面张力和接触角关系的杨氏（Yong ）方程。

因θcos ≤1，所以lg sl s g ----σσσ≤1 或s l s g ---σσ ≤l g -σ或（2）所以由下面的公式和图形可得上图。

lg sl s g ----=σσσθcos所以完全润湿的条件为s l s g ---σσ＞l g -σ即（3）完全不润湿的条件为s l s g ---σσ＜-l g -σ即（4）7.4.1.2 粘附功、内聚功、浸湿功和铺展系数恒温恒压可逆条件下，将气-液和气-固界面转变为液-固界面，如果各界面都是单位面积时，该过程吉布斯自由能的变化是G ∆=l g s g s l -----σσσ= W a （5）W a 叫粘附功（work of adhesion ）。

第七章液体对固体的润湿作用

1930年Osterhof和Bartell把润湿现象分成沾湿、浸湿和铺展三种类型。
沾湿
沾湿：将气液界面与气固界面变为液固界面的过程。沾湿引起体系自由能的变化为：
G ls gs gl
式中，γls，γgs和γgl分别为单位面积固一液、固一气和液一气的界面张力。
沾湿的实质是液体在固体表面上的粘附，沾湿的粘附功Wa为
基体—污垢 + 洗涤剂 = 基体—洗涤剂 + 污垢—洗涤剂
液体污垢的去除
液体污垢的去除是通过卷缩机理进行的。液体污垢原来是以一铺开的油膜存在于表面的，在洗涤剂优先润湿作用下，逐渐卷缩成为油珠，最后冲洗以至离开表面。
rso= rsw + rwocosθ rso、 rsw 、rwo分别为油-水、固体-水、固体-油的表面张力。
与前相反。
润湿剂
能促使液体润湿固体或加速液体润湿固体的表面活性剂称为润湿剂。
润湿剂能改善润湿作用，其原因是它能降低液体的表面张力和固液界面张力，据润湿方程可以定性判断接触角会变小，从而改善润湿性能。
能作为润湿剂的大多是阴离子型和非离子型表面活性剂。一般不使用阳离子表面活性剂，因为大多数固体在溶液中常常带负电荷，表面活性剂阳离子与表面强烈的电性作用，往往会使得表面活性剂尾端向着水而变成疏水表面。
第六章液体对固体的润湿作用
润湿的类型
润湿是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程。最常见的润湿现象是一种液体从固体表面置换空气，如水在玻璃表面置换空气而展开。
在日常生活及工农业生产中，有时需要液固之间润湿性很好，有时则相反。如纸张，用做滤纸时，要求水对其润湿性好；包装水泥用的牛皮纸，则因水泥需要防水，要求水对其不润湿。
如在水溶液中加入表面活性剂，由于表面活性剂易于在固体