고체와 액체의 젖음성의 관계 해석

국내최초 접촉각측정기 제조회사
(주)에스이오 접촉각측정기,
표면장력측정기, 열전도도계
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안녕하세요, 국내최초 접촉각측정기
제조회사로써 국내 표면 및 계면,
접착분석 분야를 선도하고 있는
(주)에스이오 입니다. :)

오늘은 고체, 액체의 젖음성에 대해
이해하고, 알아가는 데
어려움을 겪고 계신 분들을 위하여
고체와 액체의 젖음성의 관계
해석에 대한 이론을 간단하게
소개드리는 시간을 가져보도록 하겠습니다. :)

그럼 긴말않고 바로 설명드려보도록 할까요?

고체 표면에 액체 한 방울 떨어져서
퍼져 나가는 경우를 보면,
액체 방울의 선단 부분에는
아래 그림에서와 같이
세 개의 힘이 작용하게 된다.


즉, 
(1) 고체와 기체 사이에
작용하는 에너지 (계면에너지),
(2) 액체와 기체 사이에 작용하는
힘(에너지) (표면장력, 표면에너지),
그리고
(3) 액체와 고체 사이에 작용하는
에너지 (계면 에너지)이 작용하게 되며,
평형상태에서는
아래 1-1식으로 표현할 수 있다.

일반적으로 접촉각이 20도 이하일
경우에는 접촉각이 좋다고 하며,
1-1식을  접촉각 항에 대해서
다시 쓰면 1-2 식이 된다.

젖음성은 접촉각 (쎄타) 값이 작아지면,
다시 말해서 (cos 세타) 값이 커지면
향상되며, 따라서
(1) 고체와 기체 사이에 작용하는
에너지 (계면에너지) 항이 클수록,
(2) 액체와 기체 사이에 작용하는
힘(에너지) (표면장력, 표면에너지) 항이
작을수록, 그리고
(3) 액체와 고체 사이에 작용하는
에너지 (계면 에너지) 항이 작을수록
젖음성이 좋게 된다.

Q. 표면에너지의 높고 낮음으로
젖음성이 결정되는지?

A. 고체와 기체의 계면에너지가 클수록,
액체의 표면장력이 작을 수록 젖음성이 좋다.

다시말해, 액체의 표면장력이 크면,
즉 자기들끼리 잡아당기는 힘이 크면
고체 표면에 퍼지기가 어렵게 된다.

참고로 액체와 고체 사이에 작용하는
에너지 (계면 에너지) 항이 작을수록
젖음성이 좋다고 했는데,
극성 고체 표면에 극성 용액을 떨어뜨리면
또는 그 반대의 경우에 계면 에너지가
크게 감소하고, 비극성 고체 표면에
비극성 용액을 떨어뜨리면 또는
그 반대의 경우에도 계면에너지가 감소한다.
그러나, 대부분의 물질은 분자 내에
극성 부분과 비극성 부분을 동시에 갖기 때문에

이것들의 비율에 따라 계면에너지의
값이 큰 영향을 받게 된다.

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간단하게 설명드렸는데, 이해하시는 데
보다 도움이 되었을 지 모르겠네요!

저희 (주)에스이오는 뛰어난 기술력과
합리적인 가격경쟁력으로
내수는 물론 수출도 활발하게
이루어지고 있는 기업입니다.

국내 최초, 유일의 다수 기술들을 보유하고,
세계최초의 모듈가변식 접촉각측정기를
개발하는 등으로 수입장비에만
의존했던 시장에서 국산브랜드, 국산장비로써
더욱 뛰어난 기술력과 A/S로 인정받는
(주)에스이오가 되도록 더욱 노력하겠습니다. :)

감사합니다!

 

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