Поверхностное натяжение полимерного связующего

Для характеристики свойств неотвержденных связующих на основе термореактивных олигомеров определяют несколько основных показателей, один из которых – поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение характеризует способность жидкости смачивать твердое тело.

Поверхностное натяжение жидкости зависит от молекулярной массы, плотности, температуры материала и является немаловажным фактором при изготовлении качественного композиционного материала.

---

 Методы определения поверхностного натяжения

Наиболее простыми и достоверными методами определения поверхностного натяжения жидкости являются:

• метод капиллярного поднятия;
• метод Дю-Нуи;

---

Метод капиллярного поднятия

Для определения величины поверхностного натяжения по методу капиллярного поднятия используют прибор, схема которого показана на рис.1

 Рисунок 1:Схема прибора для определения поверхностного натяжения по методу капиллярного поднятия: 1 – калиброванный капилляр; 2 — термостатирующая рубашка; 3 – исследуемая жидкость; 4 – трехходовой кран

 Метод капиллярного поднятия основан на определении разности между уровнями жидкости в капилляре и пробирке. В пробирку, находящуюся в термостате, наливают исследуемую жидкость до уровня, обеспечивающего погружение нижнего конца капилляра. С помощью резиновой груши втягивают жидкость на всю длину капилляра и отпускают. Разность уровней жидкости в капилляре и пробирке определяют при помощи катетометра.

Поверхностное натяжение жидкости g, Н/м, рассчитывают по формулегде r– радиус капилляра, м; Δh – высота капиллярного поднятия жидкости, м; ρ— плотность жидкости, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; Θ — угол смачивания жидкостью поверхности капилляра, град (определяют экспериментально по размерам капли на поверхности стекла); h – высота капли, мм; R – радиус капли, мм.

---

 Метод определения поверхностного натяжения Дю-Нуи

 Метод Дю-Нуи основан на определении усилия отрыва кольца или пластинки от поверхности жидкости. Приспособление для проведения эксперимента показано на рис.2.Поверхностное натяжение выражается в дин/см (1дин/см = 10³Н/м).

 Рисунок 2: Схема прибора для определения поверхностного натяжения по методу Дю-Нуи:

 1 – динамометр; 2 – рычаг; 3 – проволока с кольцом; 

4 -исследуемая жидкость; 5 – поворотный стол.

 Емкость с исследуемой жидкостью устанавливают на подвижном столике (рис.2). Кольцо на проволоке крепят на рычаг динамометра. Столик поднимают до соприкосновения кольца с жидкостью. Затем при медленном опускании столика замеряют усилие отрыва кольца от поверхности жидкости и рассчитывают поверхностное натяжение по формуле

 где F – усилие отрыва, Н; r_ср – средний радиус кольца, м.

За значение поверхностного натяжения принимают среднее значение не менее трех измерений.

---

 

Список литературы: Практикум по технологии переработки пластических масс. / под ред. В. М. Виноградова, Г. С. Головкина. – М.: Химия, 1980. – 240 с. Практикум по полимерному материаловедению / под ред. П. Г. Бабаевского. – М.: Химия, 1980. – 255 с. Тадмор, З. Теоретические основы переработки полимеров / З. Тадмор, К. Гогос; пер. с англ.; под ред. Р. В. Торнера. – М.: Химия, 1984. – 627 с.
Автор: Кордикова Е.И, кандидат технических наук, доцент кафедры механики материалов и конструкций БГТУ
Источник: Композиционные материалы: Лабораторный практикум, 2007 год
Дата в источнике: 2007 год