润湿性(wettability)是指存在两种互不相溶
液体,液体首先
润湿固相表面的能力,即一种液体在一种
固体表面铺展的能力或
倾向性,对片剂、颗粒剂等固体制剂的
崩解性、
溶解性等具有重要意义。
物质表层的分子状态和它内部分子状态不同,
表面层分子的能量要比它内部分子的能量高。当固体物质与液体物质接触时,一旦形成界面,就会发生降低
表面能的
吸附现象,液体物质将在固体物质表面铺展开来。这种液体在固体表面铺开的现象称为润湿,液体在固体表面铺开的能力即称为液体对固体的润湿性。
在实践中,通常用
接触角来度量固体表面的润湿性强弱(固体表面的亲水或
疏水程度)。当气泡在固体表面附着(或水滴附着于固体表面)时,一般认为其接触处是三相接触,并将这条接触线称为“三相润湿周边”。在接触过程中,润湿周边是可以移动的,或者变大,或者缩小。当变化停止时,表明该周边三相界面的
自由能(以界面张力表示)已达到平衡,在此条件下,在润湿周边上任意一点处,液-气界面的切线与固—液界面切线之间的夹角称为平衡接触角,简称接触角,见图1,用θ表示。
该公式表明平衡接触角θ是三相界面自由能(表面张力)的函数,它不仅与固体表面性质有关,也与气-液界面的性质有关。cos θ称为固体表面的“润湿性”,通过测定接触角,可以对固体的润湿性和可浮性作出大致的评价。接触角最小为0°,最大为180°。接触角越小,则固体的润湿性越好。
固体表面的润湿性主要由界面层原子或
原子团的性质决定,因此,对于固体而言,其润湿性将随固-液两相组成与性质不同而有很大变化,而对于施加
表面改性剂之后的固体,其润湿性将与固体基材性质无关,主要取决于改性剂和液相的性质。
岩石流体中的润湿情况受界面张力影响。改变岩石或者其中流体的类型将改变界面张力,因此也改变了系统的润湿性。添加化学药剂,例如
表面活性剂、
聚合物、
防腐剂、
除垢剂等,也会改变其润湿性。