膠體化學(xué)第三章第三節(jié)

一種液體能否在另一種不互溶的液體上鋪展，取決于兩種液體本身的表面張力和兩種液體之間的界面張力。一般說來(lái)，低表面張力的液體可以在高表面張力的液體上展開。這對(duì)制備多層復(fù)合材料有指導(dǎo)意義。一般說，鋪展后，表面自由能下降，則這種鋪展是自發(fā)的。大多數(shù)表面自由能較低的有機(jī)物可以在表面自由能較高的水面上鋪展?！?.3.1液-液界面的鋪展§3.3二組分體系凝聚相間界面

設(shè)液體1，2和氣體間的界面張力分別為g1,g,

g2,g和g1,2

在三相接界點(diǎn)處，g1,g和g1,2企圖維持液體1不鋪展而g2,g的作用是使液體鋪展

如果g2,g>(g1,g+g1,2)，則液體1能在液體2上鋪展

反之，則液體1不能在液體2上鋪展§3.3.1液-液界面的鋪展令油為a，水為b,則表面活性劑對(duì)ab的影響（1）油溶性的表面活性劑可促進(jìn)油在水面上鋪展。例如油酸能降低油水界面、油氣表面張力，使油和水都變得更小，因此可加在油漆中，涂在親水表面上，制備親油表面。（2）水溶性的表面活性劑則相反，因?yàn)樗档土怂谋砻鎻埩?。如洗滌劑、殺蟲劑等，如含氟、含硅表面活性劑，能使水在油或葉面上鋪展。可用于滅火?！?.3.1液-液界面的鋪展§3.3二組分體系凝聚相間界面§3.3.2液／固界面的潤(rùn)濕與鋪展?jié)櫇襁^程可以分為三類：粘濕、浸濕和鋪展

潤(rùn)濕過程:滴在固體表面上的少許液體，取代了部分固－氣界面，產(chǎn)生了新的液－固界面。這一過程稱之為潤(rùn)濕過程(1)粘濕過程：液體與固體從不接觸到接觸，使部分液-氣界面和固-氣界面轉(zhuǎn)變成新的固-液界面的過程該過程的Gibbs自由能的變化值為：(2)浸濕過程：在恒溫恒壓可逆情況下，將具有單位表面積的固體浸入液體中，氣－固界面轉(zhuǎn)變?yōu)橐海探缑娴倪^程稱為浸濕過程

稱為浸濕功，它是液體在固體表面上取代氣體能力的一種量度，有時(shí)也被用來(lái)表示對(duì)抗液體表面收縮而產(chǎn)生的浸濕能力，故又稱為粘附張力液體能浸濕固體潤(rùn)濕過程固體浸濕過程示意圖氣液固固體浸濕過程示意圖氣液固體浸濕過程示意圖氣液固體浸濕過程示意圖氣液固體浸濕過程示意圖氣液固體浸濕過程示意圖氣液固體浸濕過程示意圖氣液固(3)鋪展過程：等溫、等壓條件下，單位面積的液固界面取代了單位面積的氣固界面并產(chǎn)生了單位面積的氣液界面，這種過程稱為鋪展過程.

S稱為鋪展系數(shù)，若S≥0，說明液體可以在固體表面自動(dòng)鋪展。

等溫、等壓條件下，可逆鋪展單位面積時(shí)，Gibbs自由能的變化值為潤(rùn)濕過程鋪展過程固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣固液氣液體在固體表面上的鋪展接觸角與潤(rùn)濕方程

在氣、液、固三相交界點(diǎn)，氣-液與液-固界面張力之間的夾角稱為接觸角或潤(rùn)濕角，通常用q表示。接觸角與潤(rùn)濕性

若接觸角大于90°，說明液體不能潤(rùn)濕固體，如汞在玻璃表面；不被液體所潤(rùn)濕者，稱為憎液性的固體。非極性固體大多為憎水性固體

若接觸角小于90°，液體能潤(rùn)濕固體，如水在潔凈的玻璃表面。能被液體所潤(rùn)濕的固體，稱為親液性的固體，常見的液體是水，所以極性固體皆為親水性固體

接觸角的大小可以用實(shí)驗(yàn)測(cè)量，也可以用公式計(jì)算接觸角的應(yīng)用——浮選與洗滌(一)浮選金屬礦：由于大部分金屬均能與硫離子形成難溶性化合物，因此用含硫離子的表面活性劑可以通過化學(xué)吸附使金屬礦粉（例如Pb(OH)2）成為憎水表面。然后這種憎水的細(xì)粉容易進(jìn)入泡沫或油中與其他不含金屬的礦物分離。非金屬礦：一般表面帶有電荷，可加入離子型表面活性劑使之憎水化或沉淀，或通過泡沫浮選使之與其他雜質(zhì)分離。由于非金屬礦的表面電荷受pH影響很大，因此在浮選時(shí)要嚴(yán)格控制pH值。(一)浮選浮選即泡沫浮選，是使礦物細(xì)粒集中于油相、氣泡上。即當(dāng)r＜0.1cm時(shí)，顆粒才不下沉。如果顆粒密度小，那么顆?？梢栽谳^粗的情況下進(jìn)行浮選，省去很多用在研磨顆粒上的能耗。另外，接觸角

愈大，則愈易浮起，可利用表面改性以調(diào)整來(lái)提高浮選效率