临界表面张力

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Zisman等人用已知表面张力的种种液体，在同一固体上测定它们的液滴接触角，求出表面张力和cosθ的关系得到如图1－2所示的直线关系，把这条直线外推，当cosθ=1(θ=0°)时，可得到一个反映该种固体表面特征的数值。Zisman把这个数值定义为湿润固体的临界表面张力(r_σ)。r_σ与分子结构有关，r_σ不是固体的真正表面张力，是当液体湿润固体表面，接触角θ趋近于0°时的液体表面张力。即当胶粘剂的表面张力低于临界表面张力，时，胶粘剂才能完全湿润固体表面。因此，被粘物的r_σ值越低越不易找到能润湿其表面的胶粘剂。如氟树脂r_σ低，难以粘接。常见各种聚合物的临界表面张力列于表1－1。

表1－1 一些聚合物的临界表面张力r_σ(20℃)

注：1dyn=10^－5N。

r_σ作为表示固体湿润特性的参数使用是较方便的，为了较好地湿润，选择r_σ接近r_L的液体，这是胶粘剂选择的重要条件。

由Young式(1)：r_Lcosθ=r_S－r_SL

设cosθ=1，r_L=r_σ 则r_c=r_S－r_SL用不同种类液体测得的r_σ值有显著差别，显然是由于界面张力r_SL的不同而引起。r_SL值由于固体和液体组合类型不同而异，两者亲和力越强，r_SL值越小；r_C值越大，r_σ的极限值就是固体的表面张力r_S的数值。