Критическое поверхностное натяжение

Детально явления растекания, смачивания и адгезии органических клеев водородов были проведены В.Л.Цисманом, Ю.С.Липатовым и др. Ими была изучена взаимосвязь между величиной краевого угла смачивания и поверхностным натяжением для многих органических жидкостей.

В.А.Цисман рассматривает найденное путем экстраполяции значение о как критическое поверхностное натяжение твердого тела, которое является характеристикой его поверхности. Эта величина изменяется с изменением типа поверхности так же, как удельная свободная поверхностная энергия твердого тела.

Критическое поверхностное натяжение может быть использовано для характеристики и сравнения смачивания. В настоящее время вопрос смачиваемости различных по минералогическому составу минеральных материалов остается открытым. Представление о преимущественной смачиваемости основных и карбонатных горных пород зачастую не подтверждается экспериментально.

При определении угла смачивания битумов одной структуры, по разной вязкости, в качестве твердого тела использовали горные породы различного генезиса: кварцит, гранит, плотный известняк, мрамор.

С помощью проекционной установки определяли углы смачивания принятых каменных пород исследуемыми битумами. Каплю битума наносили на поверхность минерального материала, по возможности одинакового размера и массы, при температуре битума 130°С. Так как при соприкосновении с холодной поверхностью минерального материала капля битума мгновенно застывает, образцы каменных материалов подогревали до 40°С, что практически не изменяя поверхностные, свойства каменной породы, достаточное время сохраняло жидкое состояние битума. Угол смачивания замеряли дважды: тотчас после нанесения капли битума и по истечении 1 мин, необходимой Для достижения равновесного угла смачивания. В расчет принимали последнее значение.

Исследования доказали, что смачивание любых минеральных материалов тем лучше, чем ниже вязкость применяемых битумов. Так как при температуре испытания битумы всех марок имеют характер идеальной жидкости, то следует в первую очередь принять во внимание их поверхностное натяжение.

Графики зависимости поверхностного натяжения битумов различной вязкости от температуры представляют собой параллельные друг другу линии, так как поверхностное натяжение представляет собой работу, затрачиваемую на преодоление притяжения между поверхностными и более глубоко расположенными молекулами при выходе на поверхность. С повышением температуры тепловое движение молекул и их стремление покинуть жидкую фазу усиливается, а это ослабляет втягивание поверхностных молекул внутрь объема жидкости