Лако-красочные материалы — производство

Любой участок динамического адсорбционного слоя ионо­генного поверхностно-активного вещества по существу пред­ставляет собой двойной электрический слой, отклоненный от состояния электронейтральности [23]. Участок поверхности, на котором протекает адсорбция, приобретает заряд, знак которого совпадает со знаком диффундирующего иона. При адсорбции знак приобретаемого избыточного заряда совпадает со знаком медленно диффундирующего иона. Опираясь на правило, вывод которого дается ниже, можно качественно рассмотреть взаимодействия, обусловленные адсорбционным слоем, и предсказать направление процесса без детального математического анализа задачи.

При адсорбции наряду с поверхностно-активными ионами должны адсорбироваться, формируя внешнюю обкладку двой­ного электрического слоя, противоионы. Поверхностно-актив­ные ионы и противоионы должны подводиться к поверхности в почти эквивалентных количествах, так как иначе наступило бы очень сильное нарушение электронейтральности. Оба сорта ионов подводятся к поверхности за счет диффузии. Но так как коэффициент диффузии противоионов обычно больше, то и воз­никает их избыток на поверхности. Величины этого избытка таковы, что создаваемое им поле замедляет подвод к поверх­ности противоионов и ускоряет подвод медленно диффундиру­ющих ионов, так что оба потока почти выравниваются. Таким образом, как раз условие примерного равенства потоков адсорбирующихся ионов и противоионов выполняется за счет возникновения избыточного заряда поверхности, знак которого совпадает со знаком быстро диффундирующих ионов.

Проследим теперь за тем, как видоизменяются поверхност­ные силы в связи с ионогенным характером поверхностно — активного вещества.

Прежде всего можно указать на диффузионно-электрический аналог эффекта Марангони—Гиббса. Так как при растяжении пленки и увеличении ее поверхности протекает адсорбция, обе поверхности пленки заряжаются одноименно и отталки­ваются друг от друга, что должно затруднять утоньшение пленки.

В опыте Эванса—Эверса использовались ионогенные по­верхностно-активные вещества, так что механизм утоньшения пленки сложнее, чем рассмотренный в предыдущем разделе. Твердая подложка, с которой дееорбируется ионогенное по­верхностно-активное вещество, и поверхность раздела жидкость—газ, на которой протекает адсорбция, приобретают избыточные заряды противоположного знака. В зоне, примы­кающей к десорбирующемуся пятну поверхностно-активного вещества, пленка оказывается как бы зажатой между поверх­ностями противоположного знака, которые в результате взаим­ного притяжения сближаются, что и приводит к утоньшению пленки [24].

Адсорбция ионогенного поверхностно-активного вещества в этом случае приводит к утоньшению пленки как из-за капил­лярного эффекта, возникающего и в случае неионогенного поверхностно-активного вещества, так и из-за диффузионно — электрического эффекта, реализующегося только в случае ионогенного поверхностно-активного вещества. Вклад каждого из механизмов в суммарный эффект удалось выявить на основе строгого количественного рассмотрения всей совокупности капиллярно-гидродинамических, диффузионно-электрических и адсорбционно-десорбционных процессов [22].

Существенно, что только при высоких концентрациях и поверхностных активностях можно игнорировать диффузионно — электрическую составляющую эффекта. С уменьшением по­верхностной активности и концентрации основную роль в утонь — шении пленки играет диффузионно-электрический эффект. В этой связи интересно отметить, что Тиссен [15], обсуждая обнаруженный эффект влияния диффузии неорганических элек­тролитов на кинетику утоньшения прослойки между каплями, ссылается на работу [25] о силах диффузионно-электрической природы вблизи жидких поверхностей и считает вполне воз­можным, что обнаруженный в ней эффект обусловлен этими силами.