OWRKK方法ver2
苏珊娜劳伦 2012年12月22日 >5分钟

OWRK方法- Owens, Wendt, Rabel和Kaelble模型

表面自由能不能直接测量,因此提出了几种利用接触角测量的模型。OWRK是最常用的表面自由能理论之一。它将界面相互作用分为极性和色散两部分。因此,用该模型计算表面自由能需要测量与两种已知液体的接触角。

杨氏方程是所有表面自由能理论的基础

OWRK杨氏方程是所有表面自由能理论的基础。它描述了空气、液体和固体三相接触点处的力平衡。杨氏方程写成

年轻的方程

,γ<年代ub>sv固体的表面自由能是γ吗<年代ub>sl液体和固体之间的界面张力是γ<年代ub>lv是表面张力液体和θ<年代ub>Y是接触角。当固体的表面自由能确定时,需要知道或测量方程的右边。表面张力和接触角很容易测量,但液体和固体之间的界面张力则比较困难。

已经有几次尝试制定液-固相互作用。扬本人和安东诺夫都提出了这个建议

Antonow

如果γ<年代ub>年代>γ<年代ub>l这句话后来被证明是真的。Good和Girifalco将方程表述为

好样的,好样的

,其中φ = 1。这也是OWRK理论的基础。

福克斯将这种互动分为不同的组成部分

将SFE划分为单个组分的想法包括假设γ<年代ub>sl是由各种界面相互作用决定的,这些相互作用取决于被测基材和测量液体的性质。Fowkes假设固体的表面自由能(和液体的表面张力)是与特定相互作用相关的独立分量的总和:

Fowkes交互

,其中γ<年代ub>svd,γ<年代ub>svp,γ<年代ub>svh,γ<年代ub>sv和γ<年代ub>svab分别为色散、极性、氢、感应和酸碱组分。γ<年代ub>svo指所有剩余的交互。福克斯主要研究了只出现色散相互作用的物质(固体或液体)体系。根据Fowkes的说法,色散相互作用与伦敦相互作用有关,由电子偶极子波动引起。

OWRK法计算表面自由能

欧文和温特继续了福克斯的观点,指出方程右边的所有分量,除了γ<年代ub>svd,可以认为是极性(γ)<年代ub>svp).将多分量方法与Good和Girifalco的界面张力定义相结合,基于OWRK理论的界面张力可表示为

OWRK_2

如果和杨氏方程结合,这个叫做OWRK的方程可以写成

OWRK年轻

因为有两个未知数,γ<年代ub>svd,和γ<年代ub>svp,在方程中,需要两种具有已知色散和极性成分的液体来解它。

探头液的选择

测定液应选择极性组分占优势的液体,分散液应选择极性组分占优势的液体。这是因为交互发生在相似的组件之间。如果我们只利用色散液体,可能的极性相互作用就不会被注意到。

水、甘油和甲酰胺可作为极性液体,二碘甲烷和α-溴萘可作为分散剂。水和二碘甲烷是最常用的。水是一个显而易见的选择,因为它的极性成分大,可用性好,而且无毒。分散液的选择比较复杂。大多数可用的分散性液体具有非常低的表面张力,这将导致大多数表面的接触角为零。因此,需要更多的外来探针液体。OWRK是最常用的SFE计算方法之一。

要了解更多可用的表面自由能模型,请通过下面的链接下载白皮书。

白皮书表面自由能-它是什么,如何测量它?下载

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