ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКА НА КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Автор: Максим Владимирович Козлов

Соавторы: К.А. Рыбкин, Т.П. Любимова, М.О. Кучинский

Организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКА НА КРАЕВОЙ УГОЛ СМАЧИВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Краевой угол смачивания является одним из определяющих параметров в различных технологических процессах, например, при разделении руды в процессе флотации [1]. Ранее в литературе, был описан процесс изменения краевого угла смачивания за счет добавления в жидкости поверхностно-активных веществ [2]. Также исследовались вопросы связанные с влиянием шероховатости твёрдой поверхности на краевой угол смачивания [3]. В последнее десятилетие, активно исследуется вопрос применения УЗ воздействия на процесс флотации, с целью повышения его эффективности [4]. Однако, вопрос, посвященный влиянию УЗ на краевой угол смачивания, остается до сих пор отрытым. Настоящая работа посвящается исследованию влияния УЗ воздействия на процесс взаимодействия воздушного пузырька с твёрдыми поверхностями различной степени гидрофобности.

В настоящей работе, краевой угол смачивания измерялся методом пленённого пузырька (captive bubble) на твердой поверхности, горизонтально закреплённой над источником УЗ воздействия. Подложка располагалась на высоте 15 см над источником УЗ мощностью P = 30 Вт и частотой f = 28 КГц (рис.1 а). Эксперименты показали, что краевой угол смачивания изменяется в результате УЗ воздействия. На подложке из аморфного кварца, в отсутствие УЗ воздействия он составлял 131⁰±3⁰ (рис.1 б), а при наличии УЗ воздействия с указанными параметрами уменьшался до 115⁰±5⁰ (рис.1 в). Причиной изменения краевого угла смачивания является вибрационная сила, возникающая в результате УЗ воздействия на жидкость.

Таким образом, УЗ воздействие приводит к изменению краевого угла смачивания, что может влиять на процесс прикрепления твердых частиц руды к пузырькам. В дальнейшем планируется исследовать влияние УЗ на краевой угол смачивания в гетерогенных системах с различными физико-химическими свойствами.