Мерой смачивания обычно служит краевой угол смачивания 0, значение которого определяется удельной поверхностной энергией трех соприкасаю­щихся поверхностей раздела [135]:

Cos 0 = (оТ1 — отж)/огж

Возможны два случая: а) атг>агж и 0°<0<90°— жидкость хорошо сма­чивает поверхность (такие поверхности называют лиофильнымн или гидро­фильными, если смачивающая жидкость — вода) и б) атг<отж и 90°<0<180°— жидкость плохо смачивает поверхность (подобные поверхности называют лнофобнымн, в частности гидрофобными).

Работа адгезии W жидкости к твердому телу составляет:

И/ = атг+агж-атж (10.1)

Заменив в (10.1) отг — аТж на W— агж, получим:

Cos 8 = ~СТгж или W = а1Ж(1 +cos6) (10.2)

При полном растекании 0=0° и В7=2аГЖ. 10—952

На смачивание влияет характер поверхности. Так, для смачнвшшя твер­дых тел с шероховатой поверхностью справедливо уравнение [288]

Cos 6Ш = к cos 6 (10.3)

Где 0ш — краевой угол смачивания жидкости на шероховатой поверхности; к — отношение истинной площади шероховатой поверхности к геометриче­ской.

Из уравнения (10.3) видно, что если гладкая поверхность смачиваема

0<9O°), то шероховатость способствует увеличению смачиваемости; если же >90° (гладкая поверхность не смачивается), то шероховатая поверхность более гидрофобна, чем гладкая.

Для обеспечения быстрого смачивания твердых поверхностей поверхност­ное натяжение раствора должно уменьшаться во времени очень быстро (дина­мическое поверхностное натяжение должно быть весьма близким к статическо­му) Кроме низкого поверхностного натяжения для быстрого смачивания необ­ходимо также, чтобы молекулы смачивателя обладали высокой скоростью диффузии и большой площадью, занимаемой в поверхностном слое. Поэтому эффективным смачивателем обычно является соединение с разветвленной углеводородной цепью с размещенной в центре молекулы гидрофильной груп­пой или с относительно короткой цепью гидрофобной группы [9]. При таком строении молекулы смачиватель обеспечивает быстрое снижение поверхност­ного натяження раствора вследствие быстрой адсорбции на межфазной по­верхности.

Загрязненные поверхности практически всегда содержат пленку масло - подобных веществ. В соответствии с уравнением (10.1) работа адгезии мою­щего раствора и масляного загрязнения к очищаемой поверхности может быть записана в виде

(10.4)

(10.5)

Где величины с индексами р и м относятся к раствору и масляной фазе соот­ветственно.

Для удаления масляного загрязнения с очищаемой поверхности должно выполняться условие

Wp > WK нли арг — амг -— атр + атм > 0,

Т. е арг — амг + атрCos6>0 (10.6)

Универсальных смачивающих средств нет, и степень смачивания зависит от тина ПАВ, его концентрации, природы очищаемой поверхности и загрязнения. Поэтому смачивающую способность различных систем можно определить толь­ко экспериментально

Максимум смачивающей способности п моющего действия для соедине­ний— гомологов не совпадают для большинства моющих средств [288]. Мак­симальная смачивающая способность достигается раньше максимума моющего действия. Из анионных ПАВ наилучшей смачивающей способностью обладают алкилсульфопаты, затем алкилсульфаты и наименьшей — растворы мыл, осо­бенно содержащих 10 н менее атомов углерода.

При небольших концентрациях (до 0,3 г/л) смачивающая способность неионогенных ПАВ выше, чем анионо - и катионоактивных веществ. Однако при более высокой концентрации лучшими смачивателями являются анион­ные ПАВ Смачивающая способность оксиэтилированных неионогенных ве­ществ повышается с увеличением числа оксиэтиленовых групп до 8—12, затем снижается.