Способ определения краевого угла смачивания между жидкостями и твердыми телами Советский патент 1974 года по МПК G01N13/02 

1

Изобретение относится к области измерения физико-химических параметров жидкостей и твердых тел, в частности к измерению краевого угла смачивания между жидкостями и твердыми телами на границе с газовой фазой, и может найти применение в производственных процессах, лабораторной практике и научных исследованиях.

Известен способ определения краевого угла смачивания по методу лежащей капли, в котором с помощью проекционно-оитических устройств определяют необходимые геометрические размеры лежащей капли (высота, диаметр, объем и др.) и по соответствующей методике рассчитывают величину краевого угла сл1ачивания.

Однако известный способ сложен, что обусловлено необходимостью проекционно-онтических устройств для нахождения необходимых геометрических размеров лежащей капли, трудностью обеспечения надежного газового контакта на границе раздела, а также трудностью дополнительных математических вычислений, требующих решения полинома 4-ой степени.

Цель изобретения - ускорить анализ.

Предлагаемый способ позволяет, кроме того, легко и надежно обеспечивать безынерционный газовый контакт на границе раздела, проводить измерения простои аппаратурой, а также получать результаты измерения на основе решения упрощенного по отнощению к известным способам аналитического

выражения.

Это достигается тем, что три калиброванных капилляра, выбранных по критерию Портера, с такими внутренними и внешними диаметрами, чтобы в капилляре из исследуемого

материала большее максимальное давление в газовом пузырьке при барботаже газа соответствовало положению пузырька на внутреннем срезе, а в других капиллярах различного наружного диаметра из любого

твердого материала - на внешнем срезе, погружают в исследуемую жидкость на одинаковую глубину, измеряют максимальные давления в газовых пузырьках каждого капилляра и по величине измеренных давленнй судят о величине краевого угла смачивания.

Согласно Портеру, максимальное давление Р в газовом пузырьке, образующемся на внутреннем срезе калиброванного капилляра из исследуемого материала с внутренним

диаметром d и опущенного в, исследуемую жидкость на глубину h, определяют по формуле

4.+ (рж-рг)г.

Я

uf-sine

гдеcr - величина поверхностного натяжения исследуемой жидкости; в - краевой угол смачивания между исследуемой жидкостью и материалом капилляра; РЖ и РГ - соответственно плотность исследуемой жидкости и питающего газа.

При образовании большего максимального давления в газовом пузырьке на внешнем срезе калиброванных капилляров с наружными диаметрами DI и DZ, величины максимальных давлений соответственно равны

Л + (Рж-рг)ЯЛ, iJl

Р, + (Рж-Рг)§Л.

Решая три вышеуказанных уравнения, получают расчетную формулу

sin е Di-Dt-()

(Я-Я,)-,(Я-Л)

Предмет изобретения

Способ определения краевого угла смачивания между жидкостями и твердыми телами на границе с газовой фазой по методу максимального давления в газовом пузырьке, отличающийся тем, что, с целью ускорения анализа, используют три калиброванных капилляра определенных размеров, погружают их в исследуемую жидкость на одинаковую глубину, измеряют максимальные давления в газовых пузырьках каждого капилляра и по величине измеренных давлений судят о величине краевого угла смачивания.