4.4. Сур. Капиллярлы сору (а,б) және капил­лярлы конденса­ция (в) механизмдерінің схема­лары.

Дөңес бет сұйығы­ның Р_дөң ішкі молеку­ла­лық қысымы Р_ПЛ жал­па­ғынан капилляр қысым шамасындай кіші /4.1 б-сурет/.

мұндағы: - дөңес бет қисығының радиусы; - беттік керілу /тартылу/.

Олай болса . Капиллярлы қысым гидростатикалық қысыммен тепе-тең болмағанша, түтіктегі сұйықтық көтеріле береді,

мұндағы; h- сұйықтықтың көтерілу биіктігі; g - еркін түсу үдеуі және мен - тиісінше сұйықтықтың және оның буларының тығыздықтары.

Гидростатикалық және капиллярлық қысымдардың тепе-теңдігіне сүйене отырып және бу тығыздығының сұйықтық тығыздығымен салыстырғанда кіші екенін ескере отырып, капиллярдағы сұйықтықтың көтерілу биіктігін анықтауға болады:

мұндағы; r - капилляр радиусы; - суланудың шеткі бұрышы.

Капиллярдың радиусы неғұрлым кіші болса, соғұрлым сұйықтықтың көтерілу биіктігі жоғары болатыны формуладан көрініп тұр.

Колоидты ұсақ саңылаулар - капиллярлы денелер дымқыл ауада басқаша суланады. Ауадан ылғалды ішінде капиллярлы конденсация жүре алатын белгілі көлемді капиллярлар сіңіре алады. Капиллярлы конденсация механизмін келесі мысал арқылы қарастырайық. Қабырғалары сумен суланатын капиллярды температурасы t=20⁰ C және буының парциал қысымы P_П=2132,8 Па болатын ылғал ауаға салайық. Капилллярдың қабырғалары буды сіңіріп, қалыңдығы болатындай ылғал бетімен қапталады. Капиллярдың түбінде /4.1 в-сурет/ дөңес мениск түзіледі. Капилляр радиусы r=102 мкм делік. Осындай радиусты мениск үшін қаныққан будың қысымы Р_М қоршаған ауаның қаныққан бу қысымының 0,9-дай болады, яғни

Демек, Р_б=2132,8 Па болғандағы қоршаған кеңістіктегі бу капиллярдың менискінде қанығады, оның конденсациясы болады.

Капилляр қабырғаларымен сіңірілетін ылғал бетінің қалындығы бірнеше зерттеулік жұмыстарға сай гидрофиль беттері үшін 10^-5 см-ге тең. Демек, егер капилляр екі жағынан тесілген болса /түбі болмаса/, онда сұйықтықтың сіңірілген қабығының әсер етуі, капиллярдың ең тар жеріндегі радиусы 10^-5 см болғанда немесе кіші болғанда ғана жүреді. Егер капиллярдың радиусы 10^-5 см-ден көп болса, будың конденсациялануы мүмкін болмайды және мұндай капилляр сұйық ортаға енгізілгенде ғана ылғалмен толтырылады.

Радиусы 10 мкм-ге тең не одан кіші болатын және дымқыл ауадан ылғалды сіңіре алатын капиллярлар микрокапиллярлар деп аталады. Радиусы 10^-5 см-ден үлкен болатын капиллярларды макрокапиллярлар деп атайды, ал оларды толтыратын ылғалды макрокапиллярлы ылғал немесе сулану ылғалы деп атайды. Материалды ылғалдың болуының шартты белгісі - капиллярлы конденсациямен толтырылмаған сұйықтықтар мен саңылаулардың болуы.

Ылғалдың материалмен механикалық байланысы берік емес, әсіресе сулану ылғалының байланысы. Ол капиллярға қарағанда беріктігі әлсіз, оны дененің гидрофиль беті ұстап тұрады. Бұл жағдайда сұйықтықтың қабығының бетіне еркін түсу күшінің әсері айтарлықтай.

Томпсон теңдеунен мынау белгілі:

Капиллярлар радиусы мен олардың ішіндегі будың серпімділігі арасындағы тәуелділікті есептеуге болады. Будың серпімділігі 40 пайыз кезінде микрокапиллярлардағы ылғалдың капиллярлы конденсациясы жүреді. Былғарыдағы ылғалдың мөлшері қоршаған ауаның өлшеміне байланысты. Салыстырмалы ылғалдылық неғұрлым жоғары, ал ауа температурасы неғұрлым төмен болса, былғарыдағы капиллярлы ылғал мен сулану ылғалы көп болады. Бірақ ауа ылғалмен толық қаныққанның өзінде де, капиллярлы конденсация радиусы 10^-5 см-ден аспайтын капиллярларда орын алады. Алдын ала сұйық ылғалмен толтырылған одан да ірі капиллярлар осындай жағдайдың өзінде оны жоғалтады.

Сонымен, аяқкиім материалдарын және аяқкиімді дымқылдандыру және кептіру үрдістері үшін, адсорбциялық /сіңіру/, осмотикалық және құрылымдық байланыстардың, сонымен қатар микро және макрокапиллярлардағы байланыстардың маңызы зор,

Материалмен ылғалдың әртүрлі байланыс түрлерінің оның физика-механикалық қасиеттерінің өзгеруіне түгізетін әсері. Аяқкиім өндіру кезінде материалдың қасиеттерінің өзгеруін ескеру қажет. Осыған орай, материалды суландырудың сипаты да әртүрлі болуы қажет, өйткені ылғал байланыстарының негізгі түрлері материал қасиеттерін әр қалай өзгертеді.

Негізгі полипептид тізбектерінің арақашықтығын арттырудың арқасында, гидратациялық ылғал былғарының көлемін біршама өзгертеді.

Былғарының көлеміне құрамында микрокапиллярлар ылғалының бар болуы айтарлықтай әсер етеді: капиллярлы ылғалдың жұқа беттерінің айырылу әрекеттерінен, былғары үлгілерінің қалыңдығы мен ауданы үлкейеді. Сулау ылғалы былғары көлемін өзгертпейді. Микрокапиллярлы ылғалмен толық қаныққан былғарыны суға салсақ, сулау ылғалы көп мөлшерде сіңірілгенмен, оның көлемін өзгертпейді /4,2 сурет/.