2.2.2 Метод прикреплённого пузыря (висячая капля)
Данный метод похож на метод растекающейся капли (лежачей). Имеет отличие: поверхность после нанесения переворачивается в обратную сторону (вниз).
Метод сидячей капли происходит по следующим пунктам:
1. Фиксируем на столике подложку (предметное стекло);
2. Капаем с помощью автоматической пипетки вещество (вода, глицерин). Количество вещества фиксированное - 20 мкл и фиксирована высота 5 мм над стеклом;
3. Переворачиваем стекло каплей вниз;
4. Стекло устанавливается на опоры. С целью не нарушить капли;
5. Фотографируем. Центр объектива должен быть направлен на раздел фаз жидкой и твердой;
6. Обрабатываем информацию с помощью формулы (15).
Рисунок 11 ̶ Метод построения висячей капли
2.2.3 Метод отрыва
Метод отрыва основан на экспериментальном определении адгезионной прочности. Необходимо использовать прибор который указан на рисунки 12.
Fотр
1 – поверхность исследуемого образца; 2 – мерная емкость для теста;
3 – динамометр; 4 – образец теста; Fотр – усилие отрыва, Н.
Рисунок 12 ̶ Схема определения усилия отрыва тестовых образцов от различных поверхностей
3. Практическая часть
3.1 Измерения краевого угла смачивания методом растекающейся капли (сидячая капля)
На данном этапе исследования необходимо изучить способность покрытий смачивается жидкостью. Для этого необходимо провести эксперименты с разными типами жидкости (вода и глицерин). Эксперимент проходит по пункту 2.2.3 Метод растекающейся капли (сидячая капля).
Данные после измерения, методом лежачей капли с нанесённой водой, вносим в таблицу 1.
Таблица 1 ̶ результаты измерений по пункту 2.2.1
Вода, сидячая капля |
||
образцы |
ширина d, мм |
высота h, мм |
Контроль |
4,7 |
0,4 |
Контроль |
5,4 |
0,8 |
SnCl4×5H2О |
2,8 |
1,05 |
SnCl4×5H2О |
3,74 |
1,1 |
CuCl2+SnCl4 |
3 |
0,62 |
CuCl2+SnCl4 |
2,4 |
0,7 |
ZnCl2+SnCl4 |
2,5 |
0,93 |
ZnCl2+SnCl4 |
2,485 |
0,9 |
CdCl2+SnCl4 |
2,5 |
0,89 |
CdCl2+SnCl4 |
2,3 |
0,8 |
MnCl2+SnCl4 |
1,8 |
0,8 |
MnCl2+SnCl4 |
2,15 |
0,8 |
KMnO4+SnCl4 |
1,98 |
0,73 |
KMnO4+SnCl4 |
2,585 |
1,12 |
По формуле (15) рассчитываем краевой угол, среднее значение и вносим в таблицу 1.
Таблица 2 ̶ результаты вычислений по формуле (15)
Вода, сидячая капля |
||
образцы |
cos |
краевой угол ,° |
Контроль |
1,131027614 |
44,80310881 |
Контроль |
1,552208505 |
48,93499625 |
Среднее |
76,86905253 |
|
SnCl4×5H2О |
1,54 |
88,23550045 |
SnCl4×5H2О |
1,863979239 |
86,7981435 |
Среднее |
|
87,51682197 |
CuCl2+SnCl4 |
1,213555556 |
69,53161154 |
CuCl2+SnCl4 |
1,149722222 |
65,87423095 |
Среднее |
67,70292124 |
|
ZnCl2+SnCl4 |
1,311364 |
75,13562261 |
ZnCl2+SnCl4 |
1,285322762 |
73,64356955 |
Среднее |
74,38959608 |
|
CdCl2+SnCl4 |
1,285156 |
103,63401482 |
CdCl2+SnCl4 |
1,156068053 |
106,23782026 |
Среднее |
104,93591754 |
|
MnCl2+SnCl4 |
0,849876543 |
48,69433903 |
MnCl2+SnCl4 |
1,086187128 |
62,23393821 |
Среднее |
55,46413862 |
|
KMnO4+SnCl4 |
0,989179971 |
56,67583754 |
KMnO4+SnCl4 |
0,903512384 |
56,14491405 |
Среднее |
71,41037579 |
|
Из таблицы 2 видим, что все образцы хуже смачиваются водой. Наименьшее максимальное значение краевого угла, а следовательно, наименьшая адгезия к воде у покрытия SnCl4×5H2О и CdCl2+ SnCl4.
Повторим этот же опыт, заменив воду глицерином. Данный опыт проведём по методу растекающейся капли (лежачей). По завершению измерения внести в таблицу 3.
Таблица 3 ̶ результаты измерений по пункту 2.2.1
Глицерин, сидячая капля |
||
образцы |
ширина d, мм |
высота h, мм |
Контроль |
3,4 |
0,48 |
Контроль |
2,8 |
0,3 |
SnCl4×5H2О |
2,05 |
0,8 |
SnCl4×5H2О |
2,8 |
0,8 |
CuCl2+SnCl4 |
2,1 |
0,9 |
CuCl2+SnCl4 |
2,3 |
0,65 |
ZnCl2+SnCl4 |
2,315 |
0,7 |
ZnCl2+SnCl4 |
2,11 |
0,7 |
CdCl2+SnCl4 |
2,41 |
0,8 |
CdCl2+SnCl4 |
1,9 |
0,6 |
MnCl2+SnCl4 |
1,85 |
0,6 |
MnCl2+SnCl4 |
2,1 |
0,51 |
KMnO4+SnCl4 |
2,3 |
0,9 |
KMnO4+SnCl4 |
2,4 |
0,8 |
По формуле (15) рассчитываем краевой угол, среднее значение и вносим в таблицу 4.
Таблица 4 ̶ результаты вычислений по формуле (15)
Глицерин, сидячая капля |
||
Образцы |
cos |
Краевой угол ,° |
Контроль |
1,150676817 |
55,92892518 |
Контроль |
1,044081633 |
59,82147102 |
Среднее |
57,8751981 |
|
SnCl4×5H2О |
1,030838786 |
79,06271182 |
SnCl4×5H2О |
1,313469388 |
75,25625244 |
Среднее |
77,15948213 |
|
CuCl2+SnCl4 |
1,075306122 |
61,6105025 |
CuCl2+SnCl4 |
1,103029301 |
63,1989236 |
Среднее |
62,40471305 |
|
ZnCl2+SnCl4 |
1,124275478 |
64,41623991 |
|
ZnCl2+SnCl4 |
1,049758316 |
60,14672103 |
|
Среднее |
62,28148047 |
||
CdCl2+SnCl4 |
1,199236239 |
78,71117514 |
|
CdCl2+SnCl4 |
0,961108033 |
75,06743396 |
|
Среднее |
76,88930455 |
||
MnCl2+SnCl4 |
0,939254931 |
53,81534341 |
|
MnCl2+SnCl4 |
1,024181633 |
58,68128501 |
|
Среднее |
56,24831421 |
||
KMnO4+SnCl4 |
1,197523629 |
68,61304984 |
|
KMnO4+SnCl4 |
1,195555556 |
68,50028751 |
|
Среднее |
68,55666867 |
||
Из таблицы 4 делаем вывод. Наименьшее максимальное значение краевого угла, а следовательно, наименьшая адгезия к глицерину у покрытия SnCl4×5H2О и CdCl2+SnCl4. Эти показатели совпадают с результатами из таблицы 3. Образцы покрыты CdCl2+SnCl4 и SnCl4×5H2О имеют наилучшие антиадгезионные свойства по сравнению с контролем.