材料表面与界面-习题含答案.pdfVIP

、什么是Young方程?接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？

答：方程：界面化学的基本方程之一。它是描述固气、固液、液气界面自

由能,γ与接触角θ之间的关系式,亦称润湿方程，表达式为：

SLLv

γsv—γ=γCOSθ。该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态。

SLLv

关系：一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据，若θ=0。cosθ=1，

液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展；若0＜θ＜90°，液体可润湿固体，

且θ越小，润湿性越好;90°＜θ＜180°,液体不润湿固体;θ=180°，完全不润湿固体，

液体在固体表面凝集成小球。

2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象，在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒,试气温

骤降至293K,水气的过饱和度（P/Ps)达4，已知在293K时，水的表面能力为

0.07288N/m，密度为997kg/m3,试计算：

（1）在此时开始形成雨滴的半径。

（2）每一雨滴中所含水的分子数。

答:（1）根据Kelvin公式有

开始形成的雨滴半径为：

将数据代入得：

（2）每一雨滴中所含水的分子数为N=Nn，n=m/M=V/M，得

A

3、在293k时，把半径为1.0mm的水滴分散成半径为1.0μm的小水滴,试计算(已

知293K时水的表面Gibbs自由为0。07288J。m—2）（1）表面积是原来的多少倍?

（2）表面Gibbs自由能增加了多少？（9分）

答：(1）设大水滴的表面积为A，小水滴的总表面积为A，则小水滴数位N，大

12

水滴半径为r,小水滴半径为r.

12

又因为将大水滴分散成N小水滴，则

推出=

即表面积是原来的1000倍。

（）表面Gibbs自由能的增加量为

9—62-32

=4*3。142*0。07288*[10*（10)—（10)］

=

第二章

1、什么是CMC浓度？试讨论影响CMC的因素。请设计一种实验测定CMC的

方法。

答：(1）CMC浓度是指随着表面活性剂浓度上升，溶液的表面张力逐渐下降,

直至表面张力几乎不变时所发生转折时的浓度.

(2)疏水基的影响、亲水基、温度、添加剂（电解质、有机物）.

（3）测定方法：测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发生显

著变化的转折点

2、温度对离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂溶解度的影响有什么不同？

为什么离子型表面活性剂在K。P点以上溶解度迅速增大，而非离子型表面活性

剂溶液在C。P点变成浑浊？

答：(1)离子型：在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达

到一定值后，溶解度会突然增大Krafft现象

非离子型:溶解度随温度升高而下降，当温度升高到一定温度时，溶液会突然变

浑浊

（2）离子型：表面活性剂以胶束形式溶解

非离子型:温度上升时，氢键被削弱，达到C。P.点时，氢键断裂，表面活性剂从

溶液中析出，溶液变得浑浊.

HLB值。

Σ

答：十二烷基苯磺酸钠HLB=−L+7=38。7−（12+6）×0.47+7=37.24

第三章

1、试讨论用液态氧化法处理聚合物的优缺点。

答：优点：（1）可润湿性大大增加（2）表面张力增大（3）与各种液体接触角明

显减小，粘接性能大大增加。缺点:氧化处理会有大量的酸废液产生，污染严重。

2、聚合物表面接枝有哪些方法？其原理各是什么？

答：（1)表面接枝聚合大分子偶合添加接枝共聚物

（2）表面接枝聚合:在光、辐射线、紫外线、等离子体使聚合物表面