临界表面张力

Zisman等人用已知表面张力的种种液体，在同一固体上测定它们的液滴接触角，求出表面张力和cosθ的关系得到如图1－2所示的直线关系，把这条直线外推，当cosθ=1(θ=0°)时，可得到一个反映该种固体表面特征的数值。Zisman把这个数值定义为湿润固体的临界表面张力(r)。r与分子结构有关，r不是固体的真正表面张力，是当液体湿润固体表面，接触角θ趋近于0°时的液体表面张力。即当胶粘剂的表面张力低于临界表面张力，时，胶粘剂才能完全湿润固体表面。因此，被粘物的r值越低越不易找到能润湿其表面的胶粘剂。如氟树脂r低，难以粘接。常见各种聚合物的临界表面张力列于表1－1。

图1－2 n－链烃的液体系列对聚合物表面的浸润

表1－1 一些聚合物的临界表面张力r(20℃)

注：1dyn=10N。

r作为表示固体湿润特性的参数使用是较方便的，为了较好地湿润，选择r接近r的液体，这是胶粘剂选择的重要条件。

由Young式(1)：rcosθ=r－r

设cosθ=1，r=r则r=r－r用不同种类液体测得的r值有显著差别，显然是由于界面张力r的不同而引起。r值由于固体和液体组合类型不同而异，两者亲和力越强，r值越小；r值越大，r的极限值就是固体的表面张力r的数值。