ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полустатические методы определения поверхностного натяжения из "Поверхностные явления в полимерах " Если трубки имеют достаточно большой диаметр [2, с. 105 3], то получаются еще более сложные формулы. [c.110] Зная к, g, Pl, р2, г и О, по формулам (4.2) и (4.3) можно рассчитать 012. Надо заметить, что эти формулы справедливы лишь для случая, когда поверхность исследуемой жидкости вне капилляра имеет, строго говоря, безграничную протяженность. В противном случае капиллярное поднятие жидкости с плотностью р2 между трубкой 4 и стенкой сосуда 1 (рис. 4.1, а) будет сильно искажать измеряемую величину ai2. [c.110] довольно простое уравнение для вычисления межфазного поверхностного Натяжения. [c.111] Теория определения а с помощью двух капилляров впервые была разработана Н. Д. Пильчиковым [4] позже этот метод применяли многие исследователи для измерения поверхностного натяжения различных жидкостей. [c.111] Для изучения температурной зависимости поверхностного натяжения полимерных расплавов метод капиллярного поднятия применяли Шонхорн, Рейн и Шарп [5]. Их прибор (рис. 4.2) содержал одну каниллярную трубку 2 и специальное приспособление 1 для определения положения мениска исследуемого полимерного вещества 3 в резервуаре 5. [c.111] Метод капиллярного поднятия, который является одним из наиболее ранних и наиболее надежных методов [2], нашел исключительно широкое применение, особенно в тех случаях, когда определения а производят при высоких температурах, приближающихся к критическим. [c.111] Таким образом, метод капиллярного поднятия может применяться для измерения межфазного натяжения лишь маловязких жидкостей. Для полимерных жидкостей, обладающих, как правило, значительной вязкостью, он не может быть рекомендован. [c.112] Другой, не менее важный недостаток метода капиллярного поднятия связан с тем, что для расчета 012 исследуемой жидкости по формулам (4.2) — (4.4) в общем случае необходимо знать краевой угол смачивания i . Но для данной капиллярной трубки он зависит от природы и состава смачивающей жидкости, от термовакуумной обработки измерительного прибора, температуры исследования и проч. Однако определить краевой угол смачивания в капиллярной трубке одновременно с измерением в ней высоты поднятия жидкости практически невозможно, если не считать некоторых частных случаев. Измерять же краевые углы смачивания отдельно, например на плоской подложке из того же материала, из которого сделана капиллярная трубка, а затем учитывать их при расчете поверхностного натяжения по формулам (4.2) — (4.4), не имеет смысла по понятным причинам неадекватности измерений и Л. [c.112] В связи с этим очень часто полагают, что изучаемая жидкость полностью смачивает материал капилляра, т. е. os = I, и что это условие не меняется ни при каких обстоятельствах. Разумеется, что такое предположение приводит к упрощению формул (4.2) —(4.4), но, к сожалению, оно не делает более надежными результаты, получаемые в этом случае для поверхностного натяжения. [c.112] Метод формы лежащей капли или газового пузырька нашел исключительно широкое применение для определения поверхностного натяжения самых различных жидкостей, начиная от металлических расплавов и кончая расплавами полимерных веществ. Теории и практике этого метода посвящено большое число работ, например [7, 8]. Суть этого метода заключается в определении поверхностного натяжения жидкости по размерам лежащей капли или пузырька (рис. 4.3), находящихся в равновесном состоянии под действием силы тяжести и поверхностного натяжения. [c.112] Известно, что форма капли тяжелой н идкости, лежащей на твердой подложке, погруженной в легкую жидкость (рис. 4.3, а), так же как и форма капли легкой жидкости под твердой подложкой, погруженной в тяжелую жидкость (рис. 4.3,6), зависит от межфазного натяжения, разности плотностей, массы капли и ускорения силы тяжести. [c.112] Для малых капель поправка была рассчитана на основе таблиц Башфорта и Адамса [15], представляющих собой численное интегрирование уравнения Лапласа. Для больших кгапель поправку А рассчитывали по приближенным формулам. [c.114] Попель, О. А. Есин и Ю. И. Никитин [18] интегрировали уравнение Лапласа (4.1) графическим путем и в дальнейшем опубликовали результаты своих расчетов в виде графиков [19], позволяющих определять межфазное натяжение по размерам Л и Гт с точностью ДО 1,5—2,5%. [c.114] Как показывает опыт, задача максимально точного вычисления межфазного натяжения по параметрам лежащей капли связана с измерением на фотоснимках контура капли величин Н и Гт И последующими расчетами с помощью таблиц [15—17] или графиков [19]. [c.115] На рис. 4.4 видно, что точность определения межфазного натяжения будет зависеть от точности измерения высоты Н — расстояния от полюса капли до экваториальной плоскости. [c.115] Зная величины Н и Гщ, рассчитывают капиллярную постоянную, а зная плотность, находят межфазное натяжение. [c.115] Дерябин с соавторами [22] предложили методику расчета а по размерам безэкваториальных капель, позволяющую упростить вычисления и увеличить диапазон размеров капель, не имеющих экватора. В основе их расчетов лежит предположение, согласно которому продолжение поверхности безэкваториальной капли за подложку представляет собой эллипсоид вращения. Исходя из этого, авторы [22] рассчитывали радиус Гт мнимого экваториального сечения, величину Я вершины капли над мнимым экватором и с помощью известных графиков и таблиц (например, [19]) находили поверхностное натяжение исследуемой жидкости. [c.116] Вернуться к основной статье