Краевой угол смачивания: понятие, методы измерения
При попадании капли воды на твердое тело может происходить смачивание либо несмачивание его поверхности.
Краевой угол смачивания или угол контакта – это угол, образованный между твердой поверхностью и касательной, проведенной к поверхности жидкости.
Чем больше этот угол, тем меньше смачиваемость поверхности.
Измерение угла смачивания, как правило, осуществляют с помощью фотофиксации методом «сидячей» капли. Для этого каплю воды наносят на горизонтальную поверхность, после чего фотографируют. По полученному снимку определяют угол смачивания.
На величину угла смачивания влияет много факторов, основными из которых являются адгезионные и когезионные силы.
Адгезия выражает степень притяжения молекул жидкости и твердого тела. Чем она выше, тем сильнее капля растекается.
Когезия, наоборот, действует на взаимное притяжение молекул воды внутри капли. Чем выше данная сила, тем более круглой становится капля жидкости.
От соотношения противоположных сил – адгезии и когезии – зависит степень смачиваемости поверхности.
В зависимости от степени смачиваемости выделяют гидрофильные и гидрофобные поверхности.
Гидрофильными называют такие поверхности, которые хорошо смачиваются водой.
Гидрофобными считаются те материалы, при попадании капли на которые угол смачивания превышает 90 градусов.
Для придания поверхностям гидрофобных свойств разрабатывают различные материалы, которые служат для отталкивания жидкостей.
Гидрофобные покрытия: принцип работы, функции, примеры применения
Гидрофобные покрытия – это материалы различных видов, которые создают на обрабатываемой поверхности тонкую пленку, препятствующую ее смачиванию.
Их работа основана на обеспечении несмачиваемости поверхности – капля на гидрофобной поверхности принимает округлую форму и стекает с нее, не оставляя следов.
Водоотталкивающие свойства необходимы как в быту, так и на масштабных производствах.
Гидрофобными спреями обрабатывают окна и кузов автомобилей, обувь, экраны гаджетов и многие другие поверхности.
Для промышленного применения разрабатываются гидрофобные материалы в виде покрытий. Одним из ярких примеров является MODENGY 1009.
Покрытие формирует тонкий прочный слой, которые обладает очень продолжительным ресурсом (зачастую срок службы покрытия равен периоду функционирования оборудования), высокой гидрофобностью, антифрикционными, антикоррозионными свойствами, высокой несущей способностью.
Одна из главных функций гидрофобных покрытий – обеспечение долговременной защиты от коррозии металлических поверхностей, которые эксплуатируются в неблагоприятных условиях. Благодаря слою покрытия вода не проникает к металлу, не оказывая разрушительное воздействие на материал.
Гидрофобные покрытия также устраняют проблему примерзания оборудования за счет предотвращения удержания капель воды (например, конденсата) или других жидкостей на его поверхности. Этим обеспечивается штатное срабатывание механизмов, эксплуатируемых при минусовых температурах.
С использованием гидрофобных материалов значительно облегчается процесс производства полимерных изделий. Расплавленные пластики и другие полимеры прилипают к металлической поверхности оснастки для перемешивания, формовки и других технологических операций. Разделительный материал, нанесенный на поверхность оборудования, не позволяет полимерному составу прилипать к деталям, благодаря чему значительно повышаются скорость и качество изготовления изделий.
Также широко используют преимущества гидрофобных составов предприятия по упаковке готовых изделий в пленку. Антиадгезионный слой решает проблему прилипания и нагара расплавленной пленки на запаечные устройства.
Применение гидрофобных покрытий, препятствующих смачиванию поверхностей, позволяет защитить детали от негативного влияния влаги, а значит значительно увеличить срок и надежность их службы.