Количественные характеристики процесса смачивания поверхности

Неравновесных же краевых углов может быть множество. Далее в тексте индекс p будем опускать, подразумевая под  равновесное его значение. Следует однако отметить, что в зависимости от условий проведения экспериментов (шероховатость поверхности, наличие неорганических ионов или ПАВ в смачивающей жидкости) измеренный краевой угол может существенно отличаться от _Р.

Формирование капли жидкости на твёрдой поверхности в среде газа сопровождается наложением множества факторов: веса капли, шероховатости поверхности и т.п., учесть которые не представляется возможным. Поэтому истинные свойства поверхности можно установить лишь в условиях избирательного смачивания, когда капля исследуемой жидкости (1) помещена в фазу другой жидкости (2), несмешивающейся с первой. Уравнение Юнга в этом случае имеет вид:

_(2.124)

Проанализируем это уравнение:

1. Если , то cos > 0 и  < 90⁰. Здесь условию самопроизвольности G < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 0 <  < 90⁰. Т.е. в данном случае в «конкурентной борьбе» за поверхность побеждает жидкость 1. Если это – вода, то твёрдая поверхность является гидрофильной, если это масло, то поверхность - олеофильная. При cos = 1 и  = 0⁰ происходит полное смачивание поверхности - растекание жидкости 1 по поверхности в виде тонкой пленки.

2. Если , то cos < 0 и  > 90⁰. В этом случае условию самопроизвольности G < 0 отвечает процесс формирования такой капли, что 90⁰ <  < 180⁰. Т.е. жидкость 2 вытесняет с поверхности жидкость 1. Если при этом жидкость 1 – вода, то поверхность олеофильная (гидрофобная), а если масло, то – гидрофильная (олеофобная).