润湿性

存在两种互不相溶液体,液体首先润湿固相表面的能力
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润湿性(wettability)是指存在两种互不相溶液体,液体首先润湿固相表面的能力,即一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性 [1],对片剂、颗粒剂等固体制剂的崩解性溶解性等具有重要意义。
中文名
润湿性
外文名
Wettability
定    义
液体在固体表面铺开的能力
度量标准
接触角大小
性    质
由界面层原子或原子团的性质决定
影响因素
固液界面性质,化学药剂等

释义

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物质表层的分子状态和它内部分子状验归态不同,表面层奔热分子的能量要比它内部分子的能量高。当固体物质与液体物质接触时,一旦形成界面,就朽体堡会发生降低表面能求奔舟签试签盛寒淋霉企匙喇的吸附现象,液体物质将在固体物质表面铺展开来。这种液体在固体表面铺开的现象称为润湿,液体踏束踏在固体表面铺开的能力即称为液体对固体的润湿性 [2]

润湿性的度量

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如1
在实践中,通常用接触角来度量固体表面的润湿性强弱(固体表面的亲水或疏水程度)。当气泡在固体表面附着(或水滴附着于固体表面)时,一般认为其接触处是三相接触,并将这条接触线称为“三相润湿周边”。在接触过程中,润湿周边是可以移动的,或者变大,或者缩小。当变化停止时,表明该周边三相界面的自由能(以界面张力表示)已达到平衡,在此条件下,在润湿周边上任意一点处,液-气界面的切线与固—液界面切线之间的夹角称为平衡接触角,简称接触角,见图1,用θ表示 [3]
当固-液-气三相界面张力平衡时,润湿的基本方程如下,亦称润湿方程。
式中:cosθ—为界面接触角;
σs-g—为固—气接触面;
σs-l—为固—液接触面;
σl-g—为液—气接触面;
该公式表明平衡接触角θ是三相界面自由能(表面张力)的函数,它不仅与固体表面性质有关,也与气-液界面的性质有关。cos θ称为固体表面的“润湿性”,通过测定接触角,可以对固体的润湿性和可浮性作出大致的评价。接触角最小为0°,最大为180°。接触角越小,则固体的润湿性越好。
θ=0,液体完全润湿固体表面,液体在固体表面铺展;
0<θ<90°,液体可润湿固体,且θ越小,润湿性越好;
90°<θ<180°,液体不能润湿固体;
θ=180°,完全不润湿,液体在固体表面凝聚成小球。

影响因素

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固体表面的润湿性主要由界面层原子或原子团的性质决定,因此,对于固体而言,其润湿性将随固-液两相组成与性质不同而有很大变化,而对于施加表面改性剂之后的固体,其润湿性将与固体基材性质无关,主要取决于改性剂和液相的性质 [4]
岩石流体中的润湿情况受界面张力影响。改变岩石或者其中流体的类型将改变界面张力,因此也改变了系统的润湿性。添加化学药剂,例如表面活性剂聚合物防腐剂除垢剂等,也会改变其润湿性。