ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Функции смазочных и лакокрасочных материалов Коррозия металлов и способы ее предупреждения из "Смазочные и защитные материалы" Испаряемосгь и растворимость. Испарение — это процесс перехода молекул жидкости в паровую фазу. [c.14] В большинстве случаев жидкости состоят из молекул, в которых валентные силы взаимодействия используются для образования связей между атомами. Однако внутри жидкости между такими насыщенными молекулами существуют силы взаимодействия, обусловливающие притяжение их друг к другу. [c.14] Силы межмолекулярного притяжения довольно велики, хотя они и уступают валентным силам внутримолекулярного взаимодействия. Они получили общее название ван-дер-ваальсовых сил. Взаимодействие молекул обусловливается взаимным притяжением их положительных и отрицательных полюсов. [c.14] Молекулы, обладающие постоянным дипольным моментом, называются полярными. Типичными полярными молекулами являются молекулы воды, спиртов, кислот, азотсодержащих соединений (амины, нитросоединения) и т. д. Диполь-ного момента не обнаруживают такие вещества, как предельные парафиновые и нафтеновые углеводороды. [c.14] У некоторых молекул поляризация носит характер пульсирующего, колебательного процесса. Они не обладают устойчивым постоянным дипольным моментом, но присущие нм внутримолекулярные колебательные процессы вызывают электрические смещения — переменные по величине и направлению дипольные моменты. Эта разновидность ван-дер-ва-альсовых сил межмолекулярного взаимодействия называется дисперсионным взаимодействием. [c.15] Энергия межмолекулярных взаимодействий определяет многие свойства жидкостей. Например, чем выше эта энергия, тем больше работы (тепла) требуется затратить для удаления молекул из объема жидкости, т. е. на их испарение. [c.15] Испаряемость является существенным показателем качества не только растворителей, но и смазочных материалов. При длительной эксплуатации на них действуют повышенные температуры и наиболее легкие углеводороды улетучиваются. Происходит изменение свойств, например, вязкости, что нежелательно. Поэтому в стандартах на некоторые смазочные материалы, применяемые, в частности, в вагонном хозяйстве, предусматривается измерение испаряемости (по убыли массы смазки после выдерживания в течение определенного времени при заданной температуре). [c.15] Характер межмолекулярного взаимодействия определяет также взаимную растворимость жидкостей. При введении в полярную жидкость неполярного вещества электростатическое взаимодействие молекул — диполей препятствует внедрению между ними неполярных молекул. Поэтому такие вещества не смешиваются. [c.15] Такой механизм растворения характерен для неполярных жидкостей. При этом основное значение приобретают вязкости смешивающих веществ. [c.16] Вода является типичным полярным веществом. Она не смещивается с неполярными уайт-спиритом, бензином, но смешивается с полярными жидкостями (спиртами, ацетоном). [c.16] Уайт-спирит и бензин хорошо растворяют неполярные вещества, такие, как минеральные масла, битумы, канифоль и другие естественные смолы. [c.16] Полярные кислородсодержащие растворители (спирты, сложные эфиры, кетоны) являются лучшими растворителями для полярных пленкообразующих, материалов, таких как мочеви-но- и меламиноформальдегидные, виниловые смолы, эфиры целлюлозы и др. [c.16] Обычно в качестве растворителей используют легколетучие вещества (бензины, спирты и т. д.). Однако от них требуется не только хорошая растворяющая способность, но и регламентированная испаряемость. Применяемые растворители имеют температуру кипения от 50 до 200 °С. [c.16] Смачивание и поверхностное натяжение. Смачивание — это проявление межмолекулярного взаимодействия на границе соприкосновения трех фаз твердого тела, жидкости и газа (или другой жидкости, не смешивающейся с первой), выражающееся в растекании жидкости по поверхности твердого тела. [c.16] Молекула жидкости, расположенная на поверхности, находится в особом положении по сравнению с молекулой внутри объема. Последняя испытывает действие сил притяжения со всех сторон и равнодействующая этих сил равна нулю. Молекула же, находящаяся на поверхности, подвержена действию сил притяжения только со стороны объема жидкости и эти силы стараются втянуть молекулу внутрь объема. Благодаря этой свободной избыточной энергии всякая жидкость стремится принять такую форму, чтобы поверхносФь была бы наименьшей при данном объеме. [c.16] Рассмотрим схему взаимодействия капли жидкости с поверхностью твердого тела в газовой среде (рис. 3). [c.16] Поверхности твердых тел обладают свободной избыточной энергией и она оказывает влияние на энергетическое состояние молекул жидкости, расположенных на границе раздела твердое тело — жидкость (говорить о влиянии поверхностной энергии имеет смысл только применительно к конкретной границе раздела фаз). Обозначим величину избыточной свободной энергии каждого квадратного сантиметра поверхности твердого тела на границе с газовой средой через агз- Когда капля жидкости растекается по поверхности Твердого тела, поверхность раздела твердое тело —газ заменяется поверхностью раздела твердое тело — жидкость, причем свободная энергия этой новой поверхности 021 будет меньше, чем огз- Убыль свободной энергии поверхности твердого тела 023—П21 равна работе сил, под действием которых жидкая капля растекается по поверхности. [c.17] Величина свободной избыточной энергии каждого квадратного сантиметра поверхности называется поверхностным натяжением. [c.17] Поверхностное натяжение зависит от химической природы жидкости и температуры и выражается в Дж/м или Н/м. [c.17] С повышением температуры поверхностное натяжение жидкостей уменьшается. [c.17] Вернуться к основной статье