压敏胶水润湿的热力学问题

2018-09-28 11:02

压敏胶水润湿的热力学问题

润湿就是液体接触固体表面时达到分子接近的过程。液体对固体表面润湿作用的大小主要取决

于液体-固体分子和液体-液体分子间吸引力的大小。当液体-固体之间分子吸引力大于液体本身

分子间吸引力时,便产生润湿现象,反之则不能润湿,从热力学上考察,润湿过程的自动进行

必须满足液体和固体接触后体系的总自有能降低这一热力学条件。

液体对固体表面的润湿有三种情况。第一种情况是一滴液体能在固体表面上自动展开并润湿整

个固体表面,这叫做扩展润湿。此时,润湿后固体表面小时,被同面积的固=液界面和液体表

面代替。若固体被润湿的表面积为1cm2,则此润湿过程的自由能降低为Ws:
Ws=rs-rsl-rl

这里,rs和rl分别为固体和液体的表面张力或表面自由能,rsl为固-液界面的界面张力或界面

自由能。第二种情况是把固体整个侵没在液体里,液体能润湿固体表面上的每一个缝隙,这

叫做侵没润湿。此时,原有的固体表面被固-液界面所代替。若固体的总面积为1cm2,则此

润湿过程的自由能降低为W1
W1=rs-rsl

第三种情况是液体只能润湿所接触到的固体部分,这叫做接触润湿。此时,原有的固、液表

面被固-液界面所代替。若接触固体的表面积为1cm2,则此润湿过程的自由能降低为WA
WA=rs+rl-rsl

从以上可以看出,只有当rs>rsl+rl时,Ws>0,液体才对固体呈现扩展润湿,也叫完全润

湿。而当rs≤rsl+rl的其余情况下,则呈现不同程度的润湿。润湿程度通常可用液体对固体的

接触角来表示。