Wettability of modified silica surfaces

Abstract

wettability of silica surfaces was investjgated-by contact angle measurements of water and glycerol. Clean silica surfaces gave zero contact angle for water. Silica surfaces modified with alcohols and silanes, on the other hand, gave finite contact angle values. The actual value of the contact angle depended on the surface tension of the liq uid, the molecular structure and surface coverage of the adsorbed species. The following equation was used to describe the contact angle (θ), on treated silica surfaces:Cos θ = Cos θ1 − (Cos θ1 − Cos θ2) qa/100where θ1 and θ2 are the contact angles on unmodified and modified surface with maximum coverage respectively q is the number of adsorbed molecules per 100Å2 and a is the effective cross sectional area of the adsorbed ,molecule. The cross sectional areas of the alkoxy groups determined from the contact angle values were in close agreement with the calculated values. Résumé La mouillabilité de surfaces de silice fut étudiée par les mesures d'angle de raccordement eau-glycérol. Les surfaces propres de silice ont donné un angle de raccordement zéro pour l'eau. Des surfaces modifiées par l'alcool et les silanes ont donné, d'autre part, des valeurs finies d'angle de raccordement. La valeur de l'angle de raccordement dépend de la tension superficielle du liquide, de la structure moléculaire et de la fraction de la surface couverte par l'espéce adsorbée. L'équation suivante fut utilisée pour exprimer l'angle de raccordement θ sur la surface de silice traitée:Cos θ = Cos θ1 − (Cos θ1 − Cos θ2) qa/100avec θ1 et θ2 les angles de raccordement de surface pour des fractions de surface couverte maximum, θ1 étant pour les surfaces non modifiées et θ2 pour les surfaces modifyées. q représente le nombre de molécules adsorbées par 100° A2, et a est la section effective de la molécule adsorbée. La surface de la coupe transversale des groupes alcoxy déterminée par mesure des angles de raccordement était en accord avec les valeurs calcuIées.