亲疏水性

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水和油的容不相容的科学实验案例分享

水和油的容不相容的科学实验案例分享

水和油的容不相容的科学实验案例分享水和油是两种常见的液体,它们具有完全不同的化学性质和相互作用方式。

由于某些特定的物理和化学属性,水和油之间并不相容,这就是为什么它们不会混合在一起。

在本文中,我将分享一些关于水和油容不相容的科学实验案例,以帮助读者更好地理解这一现象。

1. 实验一:水与油的密度差异在这个实验中,我们将研究水和油之间的密度差异是如何导致它们无法充分混合。

取两个透明的容器,一个用来装水,另一个用来装油。

将水倒入第一个容器中,然后缓慢地将油倒入第二个容器中。

观察到,水和油之间形成了明显的分层,也可以看到它们之间明显的交界面。

这是因为水的密度大于油的密度,水会沉入容器底部,而油会漂浮在水的上方,从而形成两个分离的液体层。

2. 实验二:水与油的极性差异水和油的极性也是它们互不相容的原因之一。

水是一种极性分子,其中的氧原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷。

相比之下,油是一种非极性物质,其分子中的电荷分布不均匀。

当我们尝试将水和油混合在一起时,由于极性和非极性之间的相互作用不强,水和油会重新分离。

3. 实验三:水与油的亲疏水性差异除了密度和极性之外,水和油还具有不同的亲疏水性。

由于水是一种极性分子,而油是一种非极性分子,油在水中难以溶解。

这是因为水分子相互之间的氢键能够与其他极性分子,如自身或溶解其中的某些离子,发生相互作用。

相比之下,油分子之间没有氢键形成,它们更倾向于相互聚集形成一个独立的液体层。

总结和回顾:水和油之间的不相容性可以归结于密度、极性和亲疏水性的差异。

由于水的密度大于油,水会沉入油的底部,形成分层。

水是极性分子,而油是非极性分子,因此它们之间的相互作用较弱。

由于水的亲水性和油的疏水性不同,它们也不容易混合在一起。

个人观点和理解:在日常生活中,我们经常可以观察到水和油不相容的现象,这使得它们在许多方面具有广泛的应用。

在烹饪中,我们可以使用这种不相容性来分离食物中的油脂。

在清洁工作中,水和油的不相容性可以帮助我们去除油污。

亲水和疏水纳米二氧化硅

亲水和疏水纳米二氧化硅

亲水和疏水纳米二氧化硅纳米二氧化硅是一种重要的无机纳米材料,具有许多优越的物理和化学性能,如高比表面积、良好的热稳定性和化学稳定性等,因此在许多领域中得到了广泛的应用。

根据表面性质的不同,纳米二氧化硅可以分成亲水性和疏水性两类。

本文将详细介绍这两种纳米二氧化硅的特点和应用。

亲水纳米二氧化硅表面含有大量的羟基,具有较好的亲水性,可以在水中分散形成稳定的分散液。

亲水纳米二氧化硅在许多领域中都有广泛的应用,例如陶瓷、玻璃、涂料、胶粘剂等。

在生物医学领域,亲水纳米二氧化硅可以作为药物载体,通过口服或注射方式将药物传递到体内,实现药物的定向输送和控释。

此外,亲水纳米二氧化硅还可以用于制备生物支架、组织工程和再生医学等领域。

疏水纳米二氧化硅表面含有少量的羟基,表现出疏水性,不能在水中分散。

由于其特殊的表面性质,疏水纳米二氧化硅在某些领域中具有独特的优势。

例如,在石油工业中,疏水纳米二氧化硅可以作为油水分离剂,用于分离油水混合物。

此外,疏水纳米二氧化硅还可以用于制备防水材料、防污涂料、自清洁表面等。

除了以上应用领域外,亲水性和疏水性纳米二氧化硅还可以用于制备功能材料和器件。

例如,通过表面改性技术,可以将亲水性纳米二氧化硅转变为疏水性纳米二氧化硅,反之亦然。

这种表面性质的转变可以用于制备功能性薄膜、微纳结构材料、传感器等。

此外,利用纳米二氧化硅的磁性和荧光性质,还可以制备磁性荧光复合材料、荧光探针等材料和器件。

总之,亲水和疏水纳米二氧化硅具有不同的表面性质和特点,在许多领域中都有广泛的应用。

随着科学技术的不断发展和进步,相信这两种纳米材料将在更多领域中得到应用和发展。

同时,对于其制备、改性、性质和应用的深入研究也将有助于我们更好地利用这些材料,为社会的发展和进步做出更大的贡献。

干制水生植物的亲水性与疏水性研究

干制水生植物的亲水性与疏水性研究

干制水生植物的亲水性与疏水性研究植物是地球上最为独特且重要的生物之一。

他们具有复杂而多样的结构来适应其生存环境。

其中,水生植物在水中生长,其表面性质对其生存和繁殖至关重要。

本文将讨论干制水生植物的亲水性与疏水性,探索相关研究的发现和应用前景。

水生植物的亲水性使它们能够吸收和保持水分,帮助植物维持生活活力。

有关植物表面性质的研究揭示了植物与水分之间的微观相互作用。

植物表面的多孔结构和特殊的生物化学组成使植物能够最大程度地吸收水分。

这些特性可以通过不同的研究方法进行评估。

一种常见的研究方法是测量植物叶片的接触角。

接触角度量了液体在固体表面上的扩展能力。

在植物表面,液滴在叶片上的接触角测量可以反映出植物的亲水性或疏水性。

一般来说,较小的接触角表示高亲水性,而较大的接触角则表示疏水性。

通过测量植物叶片的接触角,我们可以研究植物的表面特性。

研究表明,植物表面的微观结构对植物的亲水性和疏水性起着重要的作用。

微观结构主要包括表面纹理、毛发和气孔等。

这些特征可以增加表面积,并改变液滴在植物表面的行为。

例如,莲花叶片上的微观纹理可以减少液滴在表面上的接触角,使其表现出较高的亲水性。

类似地,些许结构性纹理和毛发可以使水在植物表面形成滴状,表现出较高的疏水性。

微观结构与植物表面的化学成分共同影响着植物的表面性质。

利用水生植物的表面性质可以有多种应用。

首先,水生植物的亲水性和疏水性可以直接影响其生长环境。

亲水性植物表面可以帮助植物在水中吸收足够的水分,以保持生长和健康。

相反,疏水性植物表面可以抵御负面影响,例如有害微生物的附着和病原体的传播。

因此,了解植物表面的亲水性和疏水性对于植物的生长管理和农业生产至关重要。

另外,研究植物表面性质还可以为生物材料的设计和应用提供新思路。

通过借鉴水生植物表面的特性,科学家们可以开发出具有亲水性或疏水性的材料,用于各种应用领域。

例如,仿生学的研究发现莲花叶片的微观结构可以用于设计能够抗污染的表面材料。

碳纳米管的亲疏

碳纳米管的亲疏

碳纳米管的亲疏
碳纳米管可以表现出不同程度的亲疏水性,这取决于其外壳形状以及其表面的化学功能团。

当碳纳米管呈现出亲水性时,其表面能被水分子吸附。

这种情况下,可以在碳纳米管表面引入亲水性功能团,如羟基、羧基或氨基等。

这些化学功能团可以与水分子形成氢键或其他形式的吸附作用,从而使碳纳米管在水中分散,并与水相互作用。

此外,与亲水性相对应的是亲疏水性,在水中不易分散的碳纳米管。

然而,碳纳米管通常具有疏水性,这是由于其表面几何结构的特殊性和疏水性的外壳结构。

碳纳米管通常是由石墨形成的,表面呈现出疏水性。

这种情况下,碳纳米管很难与水相互作用,容易聚集形成束缚结构。

此外,由于碳纳米管的高比表面积和纳米尺度的尺寸效应,使得其表面能堆积了大量的水若,从而导致碳纳米管的亲疏水性有所不同。

因此,碳纳米管的亲疏水性主要受到其外壳形状和表面化学功能团的影响。

加工和修饰碳纳米管的表面,可以通过引入亲水性的功能团来增加其亲水性,也可以通过引入疏水性的功能团来增加其疏水性。

这样的性能调控可以有助于碳纳米管在各种应用领域中的使用。

流体流动的疏水性与亲水性研究

流体流动的疏水性与亲水性研究

流体流动的疏水性与亲水性研究引言在自然界和工业领域中,流体流动是一个常见的现象。

了解流体的疏水性和亲水性对于许多应用具有重要意义。

本文将探讨流体流动中的疏水性和亲水性的研究现状和意义,以及相关的实验方法和应用领域。

疏水性和亲水性的定义疏水性和亲水性是描述流体与固体表面相互作用的性质。

疏水性指的是流体对固体表面的不溶性和不易附着性,而亲水性则相反,指的是流体与固体表面的亲密接触和易附着性。

流体流动中的疏水效应疏水效应的原理疏水效应是指当液体接触到具有疏水性表面的固体时,液体倾向于聚集成一滴,并尽量远离固体表面。

这种现象是由于疏水性固体表面的特殊形态和化学成分引起的。

疏水性对流体流动的影响流体在疏水性表面上的流动受到疏水性的抗拒,并且流动速度会受到一定程度的限制。

这种抗拒力称为疏水阻力,它对于一些应用,如微流控器件和液体输送系统来说是不希望的。

因此,疏水性的流体流动研究是为了寻找减小疏水阻力的方法,以提高流体的流动性能。

疏水性流体流动的实验研究在研究疏水性流动时,通常需要采用一些实验方法来测量疏水性的影响。

常见的实验方法包括接触角测量、表面张力测量和流体流动特性测量等。

接触角测量接触角是描述流体在固体表面上的接触状态的参数。

对于疏水性流体来说,接触角会较大,并且会呈现出几乎完全不与固体接触的情况。

表面张力测量表面张力是描述液体表面的抗拉力量,疏水性流体的表面张力通常较大,即液体呈现出不易被拉平的状态。

流体流动特性测量流体流动特性测量可以通过实验探究疏水性对流体流动的影响。

例如,可以测量不同疏水性表面上的流体流速和压降,以评估疏水性的影响程度。

亲水性流体流动的实验研究与疏水性流动类似,亲水性流动的研究也需要通过实验方法来了解亲水性对流体流动的影响。

接触角测量与疏水性流体相反,亲水性流体在固体表面上的接触角较小,并且会呈现出几乎与固体完全接触的状态。

表面张力测量亲水性流体的表面张力通常较小,液体容易被拉平。

疏水表面形成的原理解析

疏水表面形成的原理解析

疏水表面形成的原理解析疏水表面是一种特殊材料或表面结构,具有自动排水和抗水浸润的能力。

在疏水表面上,液体通常以滴状形态存在,不会形成液膜或弥散开来。

这种特殊性质源于疏水表面形成的原理,本文将对其进行深入解析。

一、界面张力和亲疏水性在讨论疏水表面形成的原理之前,我们需要了解两个关键概念,即界面张力和亲疏水性。

界面张力是液体分子间相互作用力对液体表面产生的张力,它决定了液体形态和表面性质。

而亲疏水性则描述了物质与水接触时的亲和力,亲水性物质能与水接触并被其湿润,而疏水性物质则与水相斥。

二、纳米结构和微观粗糙度疏水表面的形成通常依赖于微观结构上的纳米特征和微观粗糙度。

这些特征和结构可以通过一系列工艺或材料设计来实现。

最常见的是通过表面修饰、涂层或纳米结构的应用来实现疏水性能。

1. 微观粗糙度微观粗糙度是指表面上存在的微小凸起和凹陷,这些微观结构可以改变液体在表面上的接触角。

通过合理设计和控制微观粗糙度,可以实现不同水接触角的调控。

当表面具有较大的凹槽和坑洞时,液体会在这些区域中积聚,形成所谓的“卷起液滴”。

这种微观粗糙度的效果类似于给液体一个撤退的“藏身之处”,使液体很难在整个表面弥散开来。

2. 纳米结构与微观粗糙度相比,纳米结构更加显微细致。

疏水表面上的纳米结构可以通过纳米颗粒、纳米线、纳米柱等方式制备。

这些结构可以增加表面积,并通过改变液体与固体的接触方式来影响液体在表面上的行为。

对于某些纳米结构,液体分子甚至无法进入其微观缝隙,从而导致液滴的形成和排水。

三、自清洁效应疏水表面除了不易被液体浸润外,还具有自清洁的特性。

这得益于液体滴落后扫出表面残余污染物的能力。

当液滴在疏水表面上滚动时,其表面张力可以清洗掉表面的尘埃、杂质和污染物。

这种自清洁效应使得疏水表面能够长时间保持干净和无污染,广泛应用于建筑材料、纺织品和涂层等领域。

疏水表面形成的原理主要涉及界面张力、亲疏水性、微观粗糙度和纳米结构。

这些因素共同作用,使得疏水表面具备了防水、自洁和自清洁等特性。

水接触角的名词解释

水接触角的名词解释

水接触角的名词解释水接触角是描述液体和固体交界面上接触状态的一个重要物理量。

通常用θ表示,是一个角度值,用于表示液体滴在固体表面上的接触状态。

水接触角的数值可以反映出液体与固体之间的相互作用力,对于研究液体在固体表面上的润湿行为和界面现象有着重要的意义。

水接触角的数值可以分为三种情况:小于90度的称为亲水性,大于90度的称为疏水性,等于90度的称为亲疏水性平衡。

当水与固体接触时,如果水在固体表面上形成一个尖角,即水滴边缘与固体表面形成较小的接触角,说明固体表面对水具有良好的润湿性,此时称为亲水性。

当水在固体表面上形成一个钝角,即水滴边缘与固体表面形成较大的接触角,说明固体表面对水不具有润湿性,此时称为疏水性。

水接触角的大小受多种因素影响。

首先,液体的性质是影响水接触角的重要因素之一。

不同种类的液体对固体表面的润湿性不同,导致其水接触角的数值也不同。

例如,水对某些金属表面的润湿性较好,形成较小的接触角,而对某些非金属表面的润湿性较差,形成较大的接触角。

其次,固体表面的形态结构和化学成分也会对水接触角产生影响。

粗糙的表面结构会导致水滴在固体表面上形成较大的接触角,而光滑的表面则有助于水滴在固体表面上形成较小的接触角。

同时,如果固体表面具有一层覆盖物,如油膜、灰尘等,也会影响水滴在固体表面上的接触状态,导致接触角的数值发生变化。

水接触角在科学研究和实际应用中有着广泛的应用价值。

首先,水接触角可以用于表征液体与固体之间的相互作用力。

在材料科学领域,研究材料表面的润湿性可以为制造涂层、减摩材料等提供理论指导。

其次,水接触角还可以用于研究液体在固体表面上的传质行为。

在生物医学领域,对生物材料表面的润湿性进行研究可以为人工心脏血管、人工关节等医疗器械的设计提供依据。

此外,水接触角还可以应用于表面活性剂研究、表面润湿、液滴运动等领域。

通过对水接触角的研究,人们可以更好地理解液体在固体表面上的行为,进而指导并优化一系列科学和工程应用。

生物分子的亲疏水性对生物相互作用的影响

生物分子的亲疏水性对生物相互作用的影响

生物分子的亲疏水性对生物相互作用的影响生物分子是构成生命体系的主体,其中包含了许多有机分子。

这些分子不仅在其自身内部相互作用,而且在细胞内外与其他分子相互作用。

生物分子的相互作用控制着生命体系的正常运作,其中分子的亲疏水性是影响分子相互作用的一个重要因素。

一、亲疏水性亲疏水性是描述物质与水相互作用的性质的术语。

在生物分子中,依据其对水的喜好程度,可以将分子分为亲水性和疏水性两类。

亲水性分子相对吸水,疏水性分子相对排水。

亲水性分子被液相包围时,在分子间形成大量氢键,因此可以与其他亲水性分子和水形成相互作用。

亲水性分子可以在水中溶解并稳定分散。

与之相反的是,疏水性分子没有足够的电荷来形成氢键,不容易与水形成作用。

实际上,疏水性的分子在水中会聚集起来,形成疏水核,而周围的水分子则在核外聚集。

二、亲疏水性对生物相互作用的影响1. 蛋白质的结构和功能蛋白质是生命体系中的重要有机分子,其不仅在结构上稳定着生物体的形态,还参与了许多生理过程。

蛋白质在它们的结构和功能中所表现出来的巨大多样性可以追溯到其组成部分之一,即氨基酸的分子亲疏水性。

氨基酸中有一些具有极性的侧链,例如羟基和胺基基团。

这些侧链所带的电荷互相作用,促进氢键的形成,蛋白质的结构更具稳定性。

同时,亲水分子水也可以使蛋白质中的亲水性氨基酸保持在水相中,进一步维持蛋白质的空间结构和功能。

但是,对于一些必须维持疏水环境才能发挥功能的蛋白质,疏水性氨基酸及其相互作用则更为重要。

许多疏水性氨基酸会沉积到蛋白质的内部,并参与到蛋白质的覆盖、折叠和功能的实现中。

2. 磷脂双分子层的形成和功能磷脂双分子层是生物细胞膜的基础,其具有亲水性和疏水性、双层结构的特点。

每一层中的疏水性脂质分子形成沿着水相的疏水核,而亲水脂质分子向外露出头。

水是非常重要的因素,影响着磷脂双分子层的形成和功能。

水会使疏水核核心更加凝聚,压缩双层结构,形成紧密的屏障,保护细胞内部。

在双层膜的中间,水的量很少,不会阻碍离子通过双层膜。

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关于亲水性、憎水性的评定:通常用接触角(contact angle)来判定,当接触角介于0---90°之间,呈亲水性;当接触角介于90—180°之间,呈憎水性。

液体选择性透过(单向传质)的理论支撑:液体只能在临界表面张力(critical surface tension)比自身大的表面浸润.临界表面张力常作为鉴别固液浸润与否的第一标准。

任务安排:1. 对临界表面张力的较深入的理解,以及如何判定、测量一种材料的临界表面张力?可参考资料来源:网页相关文献、书籍(做好相关知识的记录、整理和总结,好记性不如烂笔头)2. 临界表面张力介于去离子水和甲醇之间的材料有哪些?可参考资料来源:网页文献书籍标准(材料的临界表面张力可能已经像标准一样可以直接查得)等待考察(参考)材料的临界表面张力:--Teflon PTFE(聚四氟乙烯)憎水,却能浸润27 Dynes/cm以下的液体(比如甲醇methanol)3. 对其中若干材料(一起讨论后觉得合用的)寻找购买途径—购买—测试。

待前期工作做完后,一起对选择的材料作针对性筛选。

4. 探寻通过表面改性的方法控制金属材料的临界表面张力的可能性、方法。

定义:凡作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。

它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。

就象你要把弹簧拉开些,弹簧反而表现具有收缩的趋势。

正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。

影响液体的表面张力的因素:内因:无机液体的表面张力比有机液体的表面张力大的多;水的表面张力72.8mN/m(20℃);有机液体的表面张力都小于水;含氮、氧等元素的有机液体的表面张力较大;含F、Si的液体表面张力最小;分子量大表面张力的;水溶液:如果含有无机盐,表面张力比水大;含有有机物,表面张力比水小。

外因:温度升高表面张力减小;压力和表面张力没有关系。

注:最弱的液体表面张力是酒精。

表面张力与表面过剩自由能是描述物体表面状态的物理量。

液体表面或固体表面的分子与其内部分子的受力情形是不同的,因而所具有的能量也是不同的。

以液体为例,如图1-1所示,处在液相内部的分子,四周被同类分子所包围,受周围分子的引力是对称的,因而相互抵消,合力为零;处在液体表面的分子则不然,因为液相的分子密度远大于气相的分子引力,致使合力不再为零,而是具有一定的量值且指向液相的内侧。

由于这个拉力的存在,使得液体表面的分子,相对于液体内部分子处于较高能量态势,随时有向液体内部迁移的可能,处于一种不稳定的状态。

液体表面分子受到的拉力形成了液体的表面张力,相对于液体内部所多余的能量,就是液体的表面过剩自由能。

由于表面张力或表面过剩自由能的存在,在没有外力作用时,液体都具有自动收缩其表面成为球形的趋势,这是因为在体积一定的几何形体中球体的表面积最小。

液体的表面张力与什么因素有关?回答:2 浏览:255 提问时间:2006-11-09 10:51液体的表面张力与什么因素有关?最佳答案此答案由提问者自己选择,并不代表爱问知识人的观点揪错┆评论青梅煮酒[大师]1. 与液体自身性质有关,比如说极性、分子大小、分子间作用力种类以及是否有氢键等。

2. 与界面材料的性质有关,尤其当界面是固体的时候,一般认为(实验得出的)仅与固体表面最外一层原子或官能团有关,与内层原子的关系不大。

3. 如果是固液界面,还与固体表面的粗糙度有关。

一般理论上计算表面张力都是通过分子间静电作用的模型,只考虑界面上的两层分子(原子)说句专业点的话,是与界面的总的自由能有关,要求自由能最小。

回答:2006-11-10 13:41提问者对答案的评价:以下是特别推荐给您的相关问题有关于固体物理的ppt吗告诉我:雨、露、霜、雹、雪那个是液体?那个是固体?表面张力试利用物质中的分子状态,解释固体、液体、气体压强...液体为何易气化?其它回答共1条回答评论ytwhych[大师]表面张力是作用于液体表面上任意假想直线的两侧,垂直于该直线且于液面相且,并能使液面具有收缩趋势的拉力。

表面张力的大小与液体性质及液面外相邻物质的性质有关,还与温度以及液面中所含的杂质有关。

从微观上看,表面张力是由于液体表面层内分子之间的相互作用不同于液体内部,从而使表面层具有一种特殊性质的结果。

表面张力是液体的一个非常重要的特性,它和许多与液体有关的现象由直接联系。

水和油对固体的润湿程度,与各自的表面张力有关,水和油的表面张力又都与各自的化学结构有关。

1.水的化学结构与表面张力。

水分子由氢元素和氧元素组成,分子的偶极矩等于6.17×10-30C·m(库仑·米),分子的结构不对称,是极性很强的分子。

按照"结构相似互溶原理",极性分子对极性分子有强的亲合力,非极性分子对非极性分子有强的亲合力。

因此,当水分子和具有极性结构的物质相接触时,由于亲合力的作用,水会附着在不溶于水的极性物质表面,或者把能溶于水的极性物质溶解。

故极性物质叫亲水物质。

物质分子间的作用力主要是范德华力和氢键。

范德华力一般包括取向力、诱导力和色散力。

极性分子与极性分子之间,存在有取向力、诱导力和色散力;非极性分子与非极性分子之间,只存在色散力。

氢原子和其它电负性较强的原子(如F、O、N)化合而形成的分子之间,存在氢键。

水分子是由氢原子和电负性较大的氧原子化合而成的极性很强的分子。

因此,水分子之间的作用力,既有取向力、诱导力和色散力,也有氢键。

故表面张力值较大,纯水的表面张力在20℃时,约为7.2×10-2N/m。

三、液体在固体表面润湿的条件液体在固体表面的润湿分为沾湿、浸湿、铺展三类。

1.沾湿。

沾湿是指液体与固体接触,将"气-液"界面与"气-固"界面转变为“液-固”界面的过程,如图1-4所示。

图1-4 沾湿过程在沾湿过程中,新形成的“液-固”界面增加了自由能γSL,而被取代的液体表面(即“气-液”界面)分别减少了自由能γLG 和γSG,所以体系自由能的变化是ΔG=γSL -γLG-γSG(1-4a)体系对外界所做的功是Wa =-ΔG=γSG+γLG-γSL(1-4b)Wa叫粘附功,是液体和固体粘附时,体系对外界所作的最大功。

根据热力学第二定律,在恒温恒压条件下,当体系能量的变化ΔGT.P≤0时,这样的过程才能自发地进行。

因此,沾湿过程自发进行的条件是ΔG=γSL -γLG-γSG≤0(1-5a)或W a =γSG+γLG-γSL≥0(1-5a)而且,体系自由能减少的愈多,沾湿过程愈容易进行,粘附功愈大,“液-固”界面结合得愈牢。

如果将图1-4所示过程的固体,换成具有相同面积的液柱,则因“液-固”界面消失,γSL =0,又因为γSG为γLG所取代,故(1-5b(式变为Wa=Wc=γLG+γLG-0=2γLG(1-6)W c 的大小表征了液体分子间的相互作用力,叫作内聚功。

显然,Wc愈大,液体本身的结合也愈牢固。

Wc是液体分子间相互作用力大小的表征。

在平版印刷中,润湿液能不能附着在印版的亲油表面,阻碍油墨的传递;油墨会不会附着在印版的亲水层表面,造成印刷品空白部分的粘脏,则和粘附功W a 及内聚功Wc有关。

2.浸湿。

浸湿是指固体浸没在液体中,“气-固”界面转变为“液-固”界面的过程,如图1-5所示。

图1-5 浸湿过程在浸湿过程中,液体表面没有变化,所以,在恒温恒压条件下,单位浸湿面积上体系自由能的变化是ΔG=γSL -γSG(1-7a)体系对外界所作的功是W=Wi =γSG-γSL(1-7b)W i 叫浸湿功,Wiv的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力,在铺展作用中,它是对抗液体收缩表面的能力(液体表面张力)而产生铺展的力,故又叫做粘附张力,常用A表示。

在恒温恒压条件下,液体浸湿固体的条件是ΔG=γSL -γSG≤0(1-8a)或W i =γSG-γSL≥0(1-9a)或A=γSG -γSL≥0(1-9b)在凹版印刷中,印版滚筒的一部分浸渍在油墨槽中;在柔性版印刷中,网纹辊的一部分浸渍在墨槽中,油墨是否能浸满凹版和网纹辊的着墨孔,则和浸湿功Wi或沾附张力A有关。

3.铺展。

铺展是指液体在固体表面上扩展时,“液-固”界面取代“气-固”界面的同时,液体表面也扩展的过程,如图1-6所示。

图1-6 铺展过程在铺展过程发生前,ab是“气-固”界面,在铺展过程结束时,ab成为“液-固”界面,而且与此同时,体系还增加了同样面积的"气-液"界面,所以在恒温恒压下,单位铺展面积上体系自由能的变化是ΔG=γSL -γLG-γSG(1-10a)体系对外所作的功是W=S=γSG -γSL-γLG(1-10b)S叫铺展系数,S的大小表征了液体在固体表面上铺展的能力。

在恒温恒压条件下,液体在固体表面上自动铺展的条件是ΔG=γSL +γLG-γSG≤0(1-11a)或S=γSG -γSL-γLG≥0(1-11b)若将(1-9b)式代入(1-11b)式,便得到S=A-γLG,当S≥0时,则A≥γLG上式表明,当液体和固体之间的粘附张力大于液体本身的表面张力时,液体便能够在固体表面自动铺展。

在平版印刷中,润湿液要在非图文部分铺展形成一层水膜,防止油墨沾污印版的空白部分,在此润湿过程中,润湿液的铺展系数S愈大,润湿效果愈好。

综上所述,在恒温恒压下,沾湿、浸湿、铺展三类润湿过程发生的热力学条件分别是:沾湿Wa =γSG-γSL+γLG≥0浸湿Wi =γSG-γSL≥0铺展S=γSG -γSL-γLG≥0比较这三类润湿的条件可以看出,对同一个体系来说,Wa >Wi>S,因此,当S≥0时,Wa 和Wi也一定大于零。

这表明,如果液体能在固体表面铺展,就一定能沾湿和浸湿固体,所以,常用铺展系数S作为体系润湿的指标。

从三类润湿过程发生的条件还可看出,“气-固”和“液-固”界面能对体系的三大类润湿的贡献是一致的,都是以粘附张力A的形式起作用:即γSG愈大,γSL 愈小,(γSG-γSL)值就愈大,则愈有利于润湿。

液体表面张力对三种过程的贡献各不相同。

对于沾湿,γLG 大有利;对于铺展,γLG小有利;而对于浸湿,则γLG大小与之全无关系。

原则上说,润湿类型确定以后,根据有关界面能的数据,即可判断润湿能否进行,再通过改变相应的界面能的办法达到所需要的润湿效果。

例如,平版的非图文表面能否被油墨沾湿,根据油墨和非图文表面的粘附功即可判断。

若改变油墨在非图文表面的界面能,使油墨的内聚功大于油墨和非图文表面的粘附功,油墨就不会脏污非图文表面。

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