Смачивание

При соприкосновении с твердым телом силы сцепления молекул связующего с молекулами волокна играют существенную роль. Поведение связующего будет зависеть от того, что больше: сцепление между молекулами связующего или сцепление молекул связующего с молекулами волокна.

Смачивание — явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул связующего с молекулами волокна. Если силы притяжения между молекулами связующего и волокна больше сил притяжения между молекулами связующего, то связующее будет смачивать волокно; если силы притяжения молекул связующего и волокна меньше сил притяжения между молекулами связующего, то связующее не смочит волокно.

Из физики известно, что вода (в нашем случае раствор связующего) смачивает стекло, т.е., наше волокно.

Пример.

Смачивание или несмачивание жидкостью стенок сосуда, в котором она находится, влияет на форму свободной поверхности жидкости в сосуде. У самых стенок явление смачивания и несмачивания приводят к искривлению поверхности жидкости, возникают краевые эффекты.

Количественной характеристикой краевых эффектов служит краевой угол θ - угол между плоскостью касательной к поверхности жидкости и поверхностью твердого тела. Внутри краевого угла всегда находится жидкость (рис. 10, а,б). При смачивании он будет острым (рис. 10,а), а при несмачивании – тупым (рис. 10,б). В школьном курсе физики рассматривают только полное смачивание (θ = 0º) или полное несмачивание (θ = 180º).

рис. 10. Явления смачивания в слое жидкости.

Если смачивающая жидкость находится на открытой поверхности твердого тела (рис. 11,а), то происходит ее растекание по этой поверхности. Если на открытой поверхности твердого тела находится несмачивающая жидкость, то она принимает форму, близкую к шаровой (рис. 11,б).

Рис. 11. Явления смачивания на поверхности.

Смачивание имеет важнейшее значение при нанесении связующего на волокна минеральной ваты. Хорошее смачивание необходимо при нанесении предварительного слоя силана, входящего в состав связующего и служащего подложкой для связующего. На местах пересечений волокон краевой угол связующего имеет острую форму, и место пересечения волокон как бы обволакивается связующим. После поликонденсации смолы происходит эффект «холодной» химической сварки волокон, придающий плите жесткость.

Вязкость расплавов, используемых для изготовления минеральной ваты

Влияние окиси магния. Вязкость резко падает при добавлении в расплав 4…9% MgO. При 1350°С раствор, содержащий 40,2% SiO₂, 17,4% Al₂O₃, 37% CaO, 1,52% MgO, 4,5% MnO и 0,5% FeO, имеет вязкость (Па•с): 2,45,

- при 5,1% MgO - 1,92,

- при 7,35% MgO - 1,52,

- при 8,68% MgO - 1,18

- при 10,79% MgO - 1,18.

Влияние закиси железа

Если к расплавленному доменному шлаку (Мк = 1,1), содержащему 0,36% FeO, добавить закись железа, доведя ее содержание в расплаве до 15,1%, то кривая вязкости сместится в сторону меньших температур примерно на 200°, и вязкость расплава будет:

Шлак, содержащий 0,36% FeO, при 1350°С имеет вязкость 2,1 Па•с. Для расплавленных шлаков с Мк = 1,33…1,1 при добавлении FeO до 9,4% вместо 1,67%, температура растворов одинаковой вязкости снижается на 50°С, а при содержании в расплаве 14,85% FeO — на 150°С.

Отмечено повышение вязкости расплавленного диабаза после восстановления из его расплава окислов железа. Если до восстановления вязкость расплава при 1400…1500°С была равна 10,5; 3,2 и 2 Па•с, то после восстановления она повысилась до 13; 10 и 6 Па•с.