Tension superficielle

&

revêtements de surface

P L A N

• I - Tension superficielle : notions

• II - Mise en évidence : effet Lotus, …

• III - Applications : revêtements spéciaux

QUESTIONS NON ABORDEES

•Tous les traitements de surface

•Point de vue chimique des revêtements étudiés

•Autres effets dus à la tension superficielle

POINTS DEVELOPPES

•Théorie de la tension superficielle

•Effet Lotus

•Lien entre tension superficielle et adhésion

•Revêtements anti-graffiti

•Surfaces auto-nettoyantes

Notions de tension superficielle

• Energie superficielle

• Loi de Laplace

• Mouillabilité

Mise en évidence :

• Effet Lotus

• L’aiguille qui flotte

• L’insecte qui marche sur l’eau

Applications :

• Traitements anti salissures

• Surfaces auto nettoyantes

L’énergie superficielle

La surface peut être vue comme une membrane : les molécules d’eau (ici) sont tendues par la tension de surface, qui est l’énergie d’interface entre l’eau et l’air.

Schéma des forces intermoléculaires

l’énergie d’interface est l’énergie de cohésion du liquide à la surface, elle est égale à :

2 a² où a² = surface exposée par chaque molécule de la surface et = tension de surface

La Force de Laplace

La surface S (séparation fluide A / fluide B) est limitée par les côtés dl1 et dl2 et les arcs de cercle de centre O1 et O2, de rayon R1 et R2f contrebalançant la résultante verticale des forces de tension superficielle :

p.S = p.dl1.dl2

f1 = .dl2 et f2 = .dl1,

d’où :

p = 2cos1:dl1 + cos2:dl2)

La Force de Laplace

La surface totale de la lame, compte tenu de ses deux faces est 2.x.l. La lame a tendance à se rétracter ; pour maintenir sa surface constante, il faut exercer sur CD une force f.La tension superficielle est définie de façon statique par :               

La Loi de Laplace

Loi de Laplace :

Loi de Laplace :

Mouillabilité

                                            

Angle de contact

L'équilibre des forces donne l'équation de Young:g lv cos q + g sl = g sv

Où g s, g sl ,g l représentent l'énergie de surface du solide, l'énergie inter-faciale liquide solide et la tension superficielle du liquide.

•L’angle est nul •Le liquide est parfaitement mouillant pour la surface.

•L’angle est inférieur à 90°•Le liquide mouille imparfaitement la surface

•L’angle est supérieur à 90°•Le liquide est imparfaitement non mouillant.

•L’angle vaut 180°•Le liquide est parfaitement non mouillant.

Mouillage partiel/total

E F F E T L O T U S

Mouillage nul et surface non rugueuse

• Pourquoi marche-t-il sur l’eau, lui, et pas nous ?

•Et surtout : comment fait-il ?

L’insecte en suspension sur l’eau (le phasme)

L’aiguille d’acier en suspension sur l’eau

Traitement anti graffiti

Traitement anti graffiti

Pose d’un film anti graffiti