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接触角和杨氏润湿方程

发布于:2016-08-20 21:36来源:上海记事本定制 作者:圣马广告 点击:
把液体滴在平滑的固体表面,在该表面上形成一液滴,,当液滴处于平衡状态时,在固、液、气三相的环形分界线上,取任意一点E,过E点作液滴的切线,就得到液固界面张力Xsa和液体表面张力RSC之间的夹角0,叫接触角。

接触角0的大小取决于液固的界面张力RSC\固体的表面张力細和液体的表面张力知之间的关系,根据力的平衡原则,在点有:

这个方程称为润湿方程。通常把0=90°,定于润湿与否的分界线。如果接触角6大于90°,称为不润湿,例如记事本定
要求PS版的图文部分不被润湿液所润湿,也就是说其接触角必须大于90°。如果接触角&J、于90°,称为润湿,而且接触角越小,润湿性越好,接触角等于0,称为铺展,例如要求PS版的空白部分能被润湿液良好地润湿,其接触角0就须小于90°,越接近0°,润湿性能越好。称^<90°的固体为某种液体的亲液固体,0>90°的固体为某种液体的憎液固体。通过接触角的测定,可以获知某种固体表面对某种液体的润
湿性能。

通过对润湿方程的分析,可以得到下面结论:

(1)减少如RSC,0减小,润湿性能提高,如图2-9所示。在润湿液中放入表面活性物质,可以降低润湿液的表面张力,提高润湿液对PS版空白部分的润湿性。但润湿液的表面张力降低的同时,润湿液和油墨之间的界面张力也会下降,乳化将会加重,因此,降低润湿液的表面张力只能适可而止。

(2)增大你RSC,0减小,润湿性提高;反之,减少你则润湿性能变差。如PS版空白部分的表面吸附了杂质以后,你减少,就不能很好地为润湿液所润湿。

假设固体表面是真实的、粗化的表面,它与理想的平滑表面积之比是叫做粗糙系数。显然,愈大,表面愈不平,因为真实面积的增加即增加了固一气和固一液接触面积,而液体表面积不变,所以粗糙表面的润湿方程应修改为分析粗糙表面的润湿方程可得,当0<90°时,固体表面愈粗糙,润湿性愈好;当090°时,固体表面愈粗糙,表面润湿性愈差。PS版的空白部分是润湿液的亲液固体,通过表面粗化处理,可以提高对润湿液的润湿性能。而当印版的空白部分砂目在印刷过程中
磨损后则润湿性能降低,容易起脏,甚至彻底报废。

四、固体表面的毛细吸附

把一支半径一定的毛细管垂直地插入某液体中,该液体若能润湿管壁,管中的液面将呈凹形,即接触角0<90°,如图2-10所示。此时液体的表面张力对凹形弯曲面产生向上的提升力是27rr7cos^r指毛细管半径,y指液体的表面张力),向上的提升力使液体沿毛细管上升,直至上升的液柱所产生的压强与由于表面张力所产生的压强在数值上相等,才可达到平衡状态。
 

式中/i为液柱的高度f为液体的密度,g为重力加速度。从式2-14可以看出,毛细管越细,液体密度愈小,液体对管壁润湿得愈好,液体在毛细管中上升得愈高。

当液体不能润湿管壁时,即接触角0>90°,C0SK),则管内液面呈凸形,在凸形液面的表面张力作用下,则出现液面下降现象h为负值,表示管内液体下降的深度。例如毛细管插入汞中,则毛细管内水银面呈现下降现象。

毛细吸附现象是指含有细微缝隙的物体和液体接触时,在润湿情况下液体会沿缝隙上升或渗入的现象(简称为“毛细现象”)。通过对一些固体表面进行粗化,可以使同体因毛细现象而吸附液体。如版材空白部分表面粗化而获得的砂目,可以更好地吸附润湿液;
橡皮布表面、胶辊表面也需要粗化,使之更好地吸附油墨;大多数纸类承印物的表面毛细结构,对印迹墨层的适度吸附渗透等是印刷适性的必然要求。





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