Метод та пристрій контролю поверхневих властивостей твердих пористих тіл на межі їх контакту з рідинами і газами

Анотація

У статті вказано актуальність проблеми контролю поверхневих властивостей твердих тіл, визначено особливості взаємодії  пористих твердих тіл при їх безпосередньому контакті з рідинами і газами. Проаналізовано процес адгезійної взаємодії системи “рідина – пористе тверде тіло” на межі розділу цих фаз і встановлено однозначну залежність ступеня змочування рідиною поверхні твердого тіла від структури пористого тіла, його шорсткості та поверхневих властивостей рідини і газу. Проаналізовано значення гістерезису кута змочування, тобто різниці між кутами натікання та відтікання чистих рідин і розчинів поверхнево-активних речовин із поверхонь твердих тіл різної структури. Обґрунтовано залежність гістерезису кута змочування твердого тіла рідиною від пористості та шорсткості зразка контрольованого тіла. Запропоновано метод комплексного експрес-контролю процесу змочування, який полягає у визначенні гістерезису натікання і відтікання рідини з поверхні твердого тіла. Метод передбачає визначення швидкості зміни об’єму рідини, що відтікає із поверхні нахиленого зразка досліджуваного твердого тіла та після проходження через його пори. При цьому рідина наноситься з однаковою швидкістю на поверхню зразка пористого тіла, розміри зразків досліджуваних твердих пористих тіл та їх кут нахилу є однаковими для всіх досліджень. Розроблено конструкцію пристрою для реалізації методу, в якому передбачено прецизійне переміщення поршня дозатора для нанесення рідини на досліджувану поверхню, неперервне вимірювання і реєстрація об’єму наповнення мірної ємності рідиною, що натекла із поверхні зразка або пройшла через пори, та порівняння кривих динаміки відтікання рідини для встановлення значення крайового кута змочування і оптимального вибору типу чистої рідини або розчину для змочування конкретного пористого тіла.