La physico-chimie du mouillage
Les phénomènes de mouillage et de démouillage qui ont été succinctement décrits
précédemment jouent un rôle extrêmement important dans la vie quotidienne et dans
les procédés industriels. Citons les traitements anti-humidité des tissus et des roches, la
formulation des peintures et des insecticides pour faire des dépôts stables.
La physico-chimie du mouillage consiste à essayer de comprendre pourquoi une goutte
d ’eau s’étale sur du veiTe mais pas sur du plastique afin de pouvoir piloter le mouillage :
rendre du verre non mouillant ou vice versa du plastique mouillant.
1. Critères de mouillage
Il existe dans la nature deux sortes de solide :
• Les solides à « haute énergie » de cohésion (métaux, verre, cristaux covalents ou
ioniques) sur lesquels la plupart des liquides s’étalent totalement.
• Les solides à « faible énergie » de cohésion (plastiques et cristaux moléculaires) qui
sont mouillés que partiellement par la plupart des liquides.
On a vu que le paramètre permettant de prévoir si un liquide mouille ou non une surface
est le paramètre d’étalement S :
5 = '/s o - T s l - T
Pourquoi S est-il positif pour les solides haute énergie et négatif pour les solides basse
énergie ? Il serait simpliste de croire que plus la tension superficielle
est grande
et plus S est grand car ce serait ignorer le rôle de
L’analyse détaillée des diverses
tensions superficielles montre que c’est la polarisabilité du liquide
et du solide
qui jouent un rôle important dans la mouillabilité. On montre que S est proportionnel à
a, (a^ -
On obtient la règle suivante :
Un liquide mouille totalement un solide plus polarisable que lui.
C’est le cas de l’eau sur du verre.
TJ
O
c
13
û
kO
O
rs]
(y)
ai
>•
Q .
O
U
2. Traitement de surface
Le traitement de surface consiste à déposer sur une surface un film de polarisabilité
différente de celle du support. En fonction de l’effet recherché, principalement deux
types de traitement de surface sont couramment rencontrés :
• Surface mouillante traitée pour être non mouillante.
• Surface démouillante traitée pour être mouillante.
M Surface mouillante traitée pour être non mouillante
Il est nécessaire de déposer un film moins polarisable que la surface pour rendre celle-ci
démouillante. Une application très courante est le traitement du verre sur lequel on
greffe des huiles silicones (CH^)3S i-0 -[(C H 3) 2SiO)]^-Si(CH3)3 ou des trichlorosilanes
(CH3-[C H 2]^-SiCl3) qui réagissent avec les groupes OH de la silice formant le verre.
L’eau ne mouille plus le verre ainsi traité.
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Les phénomènes de mouillage et de démouillage qui ont été succinctement décrits
précédemment jouent un rôle extrêmement important dans la vie quotidienne et dans
les procédés industriels. Citons les traitements anti-humidité des tissus et des roches, la
formulation des peintures et des insecticides pour faire des dépôts stables.
La physico-chimie du mouillage consiste à essayer de comprendre pourquoi une goutte
d ’eau s’étale sur du veiTe mais pas sur du plastique afin de pouvoir piloter le mouillage :
rendre du verre non mouillant ou vice versa du plastique mouillant.
1. Critères de mouillage
Il existe dans la nature deux sortes de solide :
• Les solides à « haute énergie » de cohésion (métaux, verre, cristaux covalents ou
ioniques) sur lesquels la plupart des liquides s’étalent totalement.
• Les solides à « faible énergie » de cohésion (plastiques et cristaux moléculaires) qui
sont mouillés que partiellement par la plupart des liquides.
On a vu que le paramètre permettant de prévoir si un liquide mouille ou non une surface
est le paramètre d’étalement S :
5 = '/s o - T s l - T
Pourquoi S est-il positif pour les solides haute énergie et négatif pour les solides basse
énergie ? Il serait simpliste de croire que plus la tension superficielle
est grande
et plus S est grand car ce serait ignorer le rôle de
L’analyse détaillée des diverses
tensions superficielles montre que c’est la polarisabilité du liquide
et du solide
qui jouent un rôle important dans la mouillabilité. On montre que S est proportionnel à
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Un liquide mouille totalement un solide plus polarisable que lui.
C’est le cas de l’eau sur du verre.
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2. Traitement de surface
Le traitement de surface consiste à déposer sur une surface un film de polarisabilité
différente de celle du support. En fonction de l’effet recherché, principalement deux
types de traitement de surface sont couramment rencontrés :
• Surface mouillante traitée pour être non mouillante.
• Surface démouillante traitée pour être mouillante.
M Surface mouillante traitée pour être non mouillante
Il est nécessaire de déposer un film moins polarisable que la surface pour rendre celle-ci
démouillante. Une application très courante est le traitement du verre sur lequel on
greffe des huiles silicones (CH^)3S i-0 -[(C H 3) 2SiO)]^-Si(CH3)3 ou des trichlorosilanes
(CH3-[C H 2]^-SiCl3) qui réagissent avec les groupes OH de la silice formant le verre.
L’eau ne mouille plus le verre ainsi traité.
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