2.1.2. Электростатическое взаимодействие
Два нейтральных твердых тела могут взаимодействовать электростатически только в том случае, если при их контакте электроны переходят от одного тела (донора) к другому (акцептору). На пограничной поверхности при этом образуется двойной электрический слой.
Сила адгезии в результате электростатического взаимодействия при высокой плотности электризации, когда возможно применение модели плоского конденсатора, выражается уравнением
, (1.2.24)
где U- разность потенциалов, e 0- диэлектрическая проницаемость, r - поверхностная плотность заряда, Н – расстояние между взаимодействующими поверхностями.
Очевидно, что наибольшее взаимодействие проявляется в среде с минимальной диэлектрической проницаемостью. Наибольший заряд наблюдается на приграничной контакту поверхности.
Б.В. Дерягин с сотрудниками выявили следующий донорно-акцепторный ряд: донор-NH2 > -OH > -OR > -OCOR > -CH3 > > –C6H5 > галоиды > -COOR > =CO > -CN > -C=C- акцептор.
Каждый предыдущий член ряда является донором электронов по отношению к последующему. Адгезия частиц к твердой поверхности, например волокнообразующему полимеру, при наличии соответствующих групп, должна быть тем выше, чем дальше взаимодействующие группы отстоят в донорно-акцепторном ряду. В среде с низкой диэлектрической проницаемостью (e0<3) возможен не только переход электрона от одного из взаимодействующих объектов к другому, но и отрыв и переход протона. В этой связи разрыв адгезионного контакта в сухом воздухе или в органической (хлорорганической) среде приводит к накоплению статического электричества на твердой поверхности, например, у текстильных материалов.
Экспериментальные работы по изучению электростатической компоненты адгезии не создают однозначного представления о ее роли в процессах взаимодействия дисперсных частиц с текстильными материалами. Однако, тот факт, что при обработке текстильных материалов в неполярной жидкости волокна приобретают заряд, указывает на необходимость учета электростатического взаимодействия между поверхностью волокнообразующего полимера и частицами при рассмотрении механизма процессов модификации и очистки текстильных материалов, особенно в среде с низкой диэлектрической проницаемостью.