表面張力與潤濕性有什么關系？

潤(run)濕(shi)(shi)是(shi)一種物理現象，通常是(shi)一相(xiang)在另一相(xiang)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)進行(xing)覆蓋的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)。潤(run)濕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)好壞決定于(yu)兩相(xiang)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)，比如(ru)固(gu)(gu)體-液體相(xiang)，只有液體的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)低(di)(di)于(yu)固(gu)(gu)相(xiang)的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)時，潤(run)濕(shi)(shi)才可以(yi)(yi)發生(sheng)(sheng)。表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)越小，潤(run)濕(shi)(shi)性(xing)能(neng)越好。液體表(biao)面(mian)(mian)(mian)任(ren)意二相(xiang)鄰部分(fen)之間垂直于(yu)它們的(de)(de)單位(wei)長度分(fen)界線相(xiang)互(hu)作用的(de)(de)拉力(li)(li)。表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)的(de)(de)形成(cheng)同處在液體表(biao)面(mian)(mian)(mian)薄層(ceng)內的(de)(de)分(fen)子的(de)(de)特殊(shu)受力(li)(li)狀態密切相(xiang)關。在生(sheng)(sheng)產過(guo)(guo)程(cheng)如(ru)果需(xu)要(yao)提升產品的(de)(de)潤(run)濕(shi)(shi)性(xing)，必須(xu)通過(guo)(guo)降(jiang)低(di)(di)液體的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)來實現，通常加入少量的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑就可以(yi)(yi)起到降(jiang)低(di)(di)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)的(de)(de)效(xiao)果。

什么是表面張力？

液體分子之間的內聚力負責稱為表面張力的現象。表面上的分子在所有面上都沒有相似的相鄰原子，因此它們在表面上與它們直接關聯的分子更強烈地結合在一起。這就形成了一個表面“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。同樣的情況也適用于不混合在一起的兩種液體的界面。在這種情況下，使用界面張力。表(biao)面(mian)和界面(mian)張力(li)有幾個(ge)不同的單元。

界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，也叫液(ye)(ye)體(ti)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，就是(shi)液(ye)(ye)體(ti)與(yu)(yu)空氣(qi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)。在數(shu)值(zhi)上(shang)與(yu)(yu)比界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)相等。固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)與(yu)(yu)空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，就是(shi)固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)由能(neng)。固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)質，其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)自(zi)由能(neng)不(bu)同(tong)，金(jin)屬和一(yi)(yi)般無(wu)機物表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)在100mN/m以上(shang)，稱(cheng)為(wei)高能(neng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)；塑料等有(you)(you)機物表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)較低，稱(cheng)為(wei)低能(neng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，也叫液(ye)(ye)體(ti)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，就是(shi)液(ye)(ye)體(ti)與(yu)(yu)空氣(qi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)。在數(shu)值(zhi)上(shang)與(yu)(yu)比界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)能(neng)相等。液(ye)(ye)體(ti)與(yu)(yu)另一(yi)(yi)種不(bu)相混溶的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)體(ti)接(jie)觸，其(qi)(qi)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)叫液(ye)(ye)相與(yu)(yu)液(ye)(ye)相間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)。液(ye)(ye)體(ti)與(yu)(yu)固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)接(jie)觸，其(qi)(qi)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)叫液(ye)(ye)相與(yu)(yu)固(gu)相間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)。液(ye)(ye)體(ti)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，就是(shi)液(ye)(ye)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)由能(neng)。固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)與(yu)(yu)空氣(qi)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)界(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)，就是(shi)固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)自(zi)由能(neng)。固(gu)體(ti)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)材(cai)質，其(qi)(qi)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)自(zi)由能(neng)不(bu)同(tong)，金(jin)屬和一(yi)(yi)般無(wu)機物表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)在100mN/m以上(shang)，稱(cheng)為(wei)高能(neng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)；塑料等有(you)(you)機物表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)較低，稱(cheng)為(wei)低能(neng)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)。

表面張力是如何測量的？

平衡表面(mian)張力可以(yi)用力或光學張力計測(ce)量。

力量測定法

由張(zhang)力計進行的表面張(zhang)力和(he)界面張(zhang)力的測(ce)量(liang)是基于探(tan)針與兩種流體界面的相(xiang)互作(zuo)用的力測(ce)量(liang)。可以通(tong)過確保在開始實(shi)驗之前將探(tan)針的大部分(fen)浸沒在光相(xiang)位中，像(xiang)表面張(zhang)力測(ce)量(liang)一樣執行界面張(zhang)力測(ce)量(liang)。

在(zai)這(zhe)些實(shi)驗中，一個探(tan)頭掛在(zai)天平(ping)上，并與測(ce)試的(de)液(ye)(ye)體(ti)界面(mian)(mian)接(jie)(jie)觸(chu)。當(dang)探(tan)針與液(ye)(ye)體(ti)表面(mian)(mian)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)時，平(ping)衡所經歷的(de)力(li)可以(yi)(yi)用(yong)(yong)來計算表面(mian)(mian)張力(li)。在(zai)這(zhe)種情況下存在(zai)的(de)力(li)取決于(yu)以(yi)(yi)下因素：探(tan)針的(de)尺(chi)寸(cun)和形(xing)(xing)狀、液(ye)(ye)</span>/固相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong)的(de)接(jie)(jie)觸(chu)角和液(ye)(ye)體(ti)的(de)表面(mian)(mian)張力(li)。探(tan)針的(de)尺(chi)寸(cun)和形(xing)(xing)狀易于(yu)控(kong)制(zhi)。接(jie)(jie)觸(chu)角控(kong)制(zhi)為零（完(wan)全潤濕）。這(zhe)是通(tong)過使用(yong)(yong)高能表面(mian)(mian)的(de)探(tan)針來實(shi)現(xian)的(de)。注意?探(tan)針由鉑/銥合金制(zhi)成，確保完(wan)全潤濕和容(rong)易和可靠的(de)清潔。力(li)測(ce)量的(de)數學解釋取決于(yu)所用(yong)(yong)探(tan)針的(de)形(xing)(xing)狀。通(tong)常使用(yong)(yong)兩種類型的(de)探(tan)針，即杜氏(shi)環(huan)和威廉板。金屬棒也可以(yi)(yi)用(yong)(yong)來限制(zhi)液(ye)(ye)體(ti)樣(yang)品體(ti)積。

如何選擇最佳測量方法

接觸角與表面粗糙度

表面的化(hua)學和(he)地形特(te)性在許多不(bu)同的應用和(he)過(guo)程中是重(zhong)要(yao)的參數，其(qi)中潤濕(shi)和(he)粘附(fu)行為需要(yao)優(you)化(hua)。潤濕(shi)性可以通過(guo)測量(liang)基底與給定液體(ti)(ti)的接(jie)觸(chu)角來研究。著(zhu)名(ming)的楊氏(shi)方程描述了(le)固(gu)體(ti)(ti)、液體(ti)(ti)和(he)蒸(zheng)氣三相(xiang)接(jie)觸(chu)處的平衡(heng)。

界面張力(li)，形成潤濕的平衡接觸(chu)角

該圖顯示(shi)了理想和真(zhen)實(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上(shang)的(de)液滴。在(zai)理想表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上(shang)，應(ying)用楊氏方程，并且測量的(de)接(jie)(jie)觸(chu)角等于年輕接(jie)(jie)觸(chu)角（上(shang)圖）。在(zai)實(shi)際(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上(shang)，實(shi)際(ji)接(jie)(jie)觸(chu)角是與(yu)液體-蒸汽界面(mian)(mian)(mian)的(de)切線和固體（下(xia)部(bu)圖像(xiang)）的(de)實(shi)際(ji)局部(bu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)夾角。然而，測量的(de)（表(biao)(biao)觀(guan)）接(jie)(jie)觸(chu)角是宏觀(guan)上(shang)觀(guan)察到的(de)液-氣(qi)界面(mian)(mian)(mian)的(de)切線和代(dai)表(biao)(biao)表(biao)(biao)觀(guan)固體表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)線之(zhi)間(jian)(jian)的(de)夾角。實(shi)際(ji)和明顯的(de)接(jie)(jie)觸(chu)角值(zhi)可(ke)以基本上(shang)彼此(ci)偏離。為了計算固體的(de)實(shi)際(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)自由能，應(ying)該使用實(shi)際(ji)的(de)接(jie)(jie)觸(chu)角。

粗糙度與與濕潤性之間的關系

增加表(biao)面粗糙(cao)度會增強由表(biao)面的化學(xue)引起的潤(run)濕性。例(li)如，如果(guo)表(biao)面是化學(xue)疏水(shui)性的，當添加表(biao)面粗糙(cao)度時，它將變(bian)得更疏水(shui)。

上海謂載科技有限公司是芬蘭Kibron在中國的總代理和售后服務中心。產品有：便攜式表面張力儀、高通量表面張力儀、LB膜分析儀、界面張力儀、郎繆爾張力儀、超微量天平等表面化學儀器。高通量表面張力儀滿足(zu)了化(hua)學工業對高精度、自動化(hua)、海(hai)量(liang)樣品(pin)篩選的挑戰。我(wo)們(men)一直注重于產(chan)品(pin)創新、優化(hua)用戶(hu)體驗和提供可靠(kao)的服務。