[A+] 단국대 고분자공학실험및설계2 <표면에너지와 표면장력 -Contact Angle과 Surface Tension> 레포트

소개

단국대학교 고분자공학과 4-2 고분자공학실험및설계2 (진OO 교수님)
실험 3. <표면에너지와 표면장력 -Contact Angle과 Surface Tension>에 대한 레포트입니다.
당시 예비 레포트와 결과 레포트를 한 번에 제출하여, 하나의 파일로 정리가 되어있습니다.
예비 보고서 내용과 결과 보고서 내용이 모두 들어가 있습니다. (실험 원리 및 실험 전 질문에 대한 답변부터, 실험 결과와 고찰 내용까지 모두 포함하고 있습니다.)
질문과 고찰은 조교님께서 공유해주신 자료를 기반으로 작성되었으며, 수강 당시의 정해진 양식 및 목차, 분량에 맞추어 작성하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리(+질문에 대한 답변)
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의/고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- Contact Angle을 이용해서 고체의 표면 에너지를 측정할 수 있다.
- Du Nouy 표면장력계를 이용해서 액체의 표면 장력을 측정할 수 있다

2. 실험 원리
-접촉각
접촉각이란 액체가 서로 섞이지 않는 물질과 접할 때 형성되는 경계면의 각을 말하며, 특히 기체나 진공상태에서 액체와 고체 간의 접촉각은 기체/액체/고체 간의 표면에너지의 열역학적 평형을 이루는 것으로 알려져 있다. 예를 들면 기체 분위기에서 고체 표면에 번져있는 액체는 고체 표면의 물리적 화학적 성질이 균일할 경우 그 접촉각은 어느 지점이나 동일하다.
액체의 접촉각은 표면에너지와 표면의 거칠기에 의해 결정된다. 접촉각이 클수록 액체와 고체 경계면에서 반발력이 작용하는 상태로 소수성, 발수성이라고 부른다. 극단적으로 낮은 표면에너지는 발유성을 가져 때가 타지 않는 표면을 가능하게 한다. 표면의 거칠기는 표면을 실질적으로 넓혀서 표면 효과가 증대되고, 털이나 돌기가 많은 표면에서는 액체 방울과 표면 사이에 공기층이 형성되어 액체-기체 경계면에 가까운 현상을 보이게 된다.

-젖음성(Wettability)
젖음성이란 액체가 퍼지기 쉬운 정도를 나타내는 고체면의 성질을 말한다. 즉 고체 위에 액체를 떨어뜨렸을 때 액체가 퍼지는 정도, 고체 위 액체의 흡착현상을를 젖음이라고 하며, 고체 표면과 액체 분자간의 상호작용에 의해서 잘 퍼지는 정도, 부착의 흡착정도를 젖음성이라 한다. 젖음성은 금속의 성질(산화 정도)과 표면 상태(오염도, 표면 거칠기), 플럭스의 종류(산화물 제거 능력) 등에 의해서도 변한다. 젖음성을 평가하는 기준은 접촉각이 있다. 접촉각 θ가 클수록 젖음성은 감소하고, 이는 액체의 표면장력이 높고, 고체의 표면 에너지가 낮음을 의미한다.

참고자료

· Janice G. Smith. 『스미스의 유기화학』. 유기화학교재연구회. 카오스북. 2018.
· Robert J. Young. 『고분자과학』. 박오옥. 자유아카데미. 2013.
· 김영찬. “표면조도가 나노유체 액적의 접촉각에 미치는 영향”. 한국기계학회 논문집 B권, vol. 37 No. 6, pp. 559–566 (2013).
· 최종국. “접촉각 측정을 통한 표면 장력 및 분자간 상호 작용의 이해”. 국내석사학위논문 한국교원대학교 교육대학원 (2008).