ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

характеристика поверхности раздела фаз, находящихся в равновесии, определяемая работой обратимого изотермокинетического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объем системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Другими словами, это стремление вещества сократить свою излишнюю потенциальную энергию на границе раздела фаз. Поверхностное натяжение может возникнуть на границе газообразных, жидких и твердых тел. Однако чаще имеется в виду поверхностное натяжение жидких тел на границе «жидкость – газ». В случае жидкой поверхности раздела поверхностное натяжение можно рассматривать как силу, действующую на единицу длины контура поверхности и стремящуюся максимально уменьшить поверхность при заданных объемах фаз.

Благодаря силе взаимного притяжения молекулы жидкости моментально не улетучиваются. Внутри жидкости на них действуют со всех сторон силы притяжения других молекул и поэтому они взаимно уравновешиваются. Молекулы на поверхности жидкости не имеют соседей снаружи, таким образом, сила притяжения направлена внутрь жидкости. В результате вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. Подобный эффект приводит к образованию так называемой силы поверхностного натяжения, которая протекает вдоль поверхности жидкости и способствует возникновению на ней подобия невидимой, тонкой и упругой пленки.

Кроме того, соотношение сил межмолекулярного взаимодействия в жидкости, вызывающих явление поверхностного натяжения, и сил притяжения между молекулами жидкости и твердой поверхностью влияют на то, будет жидкость собираться в «бусинки» или ровным слоем растекаться по твердой поверхности. В химической промышленности в водные растворы часто добавляют специальные реагенты-смачиватели – сурфактанты, не дающие воде собираться в капли. Молекулы таких реагентов, попадая в поверхностный слой воды, заметно ослабляют силы поверхностного натяжения.

Явление поверхностного натяжения лаков и красок во многом зависит от природы растворителей. Для большинства наиболее употребительных растворителей (ароматических и алифатических углеводородов, сложных эфиров, спиртов, кетонов) а = 22-36 мДж/м2. С увеличением концентрации растворителей поверхностное натяжение лакокрасочных материалов, как правило, снижается, причем тем значительнее, чем меньше поверхностное натяжение взятых растворителей. Соотношение значений поверхностного натяжения пленкообразователя и растворителя имеет важное значение в процессах формирования покрытий из растворов. Наиболее высокие значения поверхностного натяжения имеют краски, в которых растворителем или дисперсионной средой служит вода, так как для воды а = 72,7 мДж/м2. Такие краски неудовлетворительно смачивают гидрофобные и плохо обезжиренные поверхности. Для уменьшения поверхностного натяжения в состав водоразбавляемых красок вводят спирты, а воднодисперсионных – поверхностно-активные вещества (ПАВ). Присутствие неионогенных ПАВ благоприятно сказывается и на поверхностной активности неводных красок. ПАВ позволяют одновременно регулировать и другие свойства красок: реологические, электрические (способность заряжаться в электрополе), стабильность (отсутствие расслоения) при хранении.

Поверхностное натяжение расплавов определяется исключительно химической природой пленкообразователя. Оно мало зависит от его молекулярной массы, но линейно уменьшается с увеличением температуры, при этом тангенс угла наклона прямой может служить мерой поверхностной энтропии расплава.

Таким образом, поверхностное натяжение является определяющим фактором многих технологических процессов: флотации, пропитки пористых материалов, нанесения покрытий, порошковой металлургии, пайки и др.

На данный момент нет содержимого, классифицированного этим термином.