РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ, избыточное давление в тонкой пленке-прослойке (газовой или жидкой), разделяющей две фазы, по сравнению с давлением в объемной фазе, из которой образовалась прослойка. РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. возникает в состоянии термодинамическое равновесия системы при условиях, когда в прослойке при ее медленном (квазиравновесном) утоньшении перекрываются межфазные слои, в которых действуют поверхностные силы (см. Поверхностная энергия). При толщине прослойки h РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. П(h) равно разности между давлением p₁ на поверхности прослойки и давлением р₀ в той объемной фазе, из которой образовалась прослойка путем утоньшения:

П(h)=p₁-p₀.

Положительное РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. препятствует утоньшению пленки под действием внешний сил, отрицательное РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. приводит к самопроизвольному утоньшению пленки до толщины, при которой РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. становится положительным, вплоть до разрыва пленки. Для системы из двух фаз при постоянстве температуры Т, объемного давления р и химический потенциалов компонентов m_i изменение толщины прослойки связано со свободный энергией Гиббса G:

П(h)=-(9G/9h)_T.p.mi.

Если прослойка разделяет фазы с неплоскими поверхностями, РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. определяет силу F, действующую в прослойке при кратчайшем расстоянии h₀ между поверхностями, которое соответствовало бы толщине плоскопараллельной прослойки. В частности, для двух сферич. поверхностей раздела фаз с радиусами r₁ И r₂

F(h₀)=[2pr₁r₂/(r₁+r₂)]f(h₀),

где f(h₀)-удельная свободный поверхностная энергия.

Эксперим. измерения РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. проводят для твердых тел, разделенных газовой или жидкой прослойкой, с помощью электронных следящих систем или пружинных силоизмери-телей. Одновременно измеряют толщину пленки интерфе-рометрически или электрич. методом (емкостными или индукционными датчиками). Для смачивающих и свободных пленок изотермы РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. измеряют, задавая внешний гидростатич. давление, которое измеряют по радиусу мениска, контактирующего с пленкой.

Теоретич. обоснование РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. основывают на представлениях о природе поверхностных сил. Различают следующей составляющие РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д.: молекулярную (дисперсионную), ионно-электемпературостатическую, структурную и адсорбционную. Мол. составляющая П_m наиболее надежно может быть вычислена с помощью теории дисперсионного взаимодействия. Ионно-электроста тич. составляющая П_el(h) обусловлена перекрыванием диффузных частей двойных электрических слоев (ДЭС), существующих на границах жидкой прослойки электролита с разделяемыми ею фазами, и может быть рассчитана на основании данных об объемной плотности электрич. заряда s и Y-по-тенциале. Структурная составляющая РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. П_s связана с перекрыванием граничных слоев растворителя, структура которых изменена по сравнению с объемной структурой. Для лио-фильных поверхностей П_s > 0, эта составляющая РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. наиболее выражена в полярных растворителях. Согласно эксперим. данным, П_s обнаруживается для прослоек с толщинами до ~ 5-10 нм и экспоненциально падает с увеличением толщины. Между лиофобными поверхностями "структурное" притяжение экспериментально обнаруживается на расстояниях не более 80 нм. Адсорбц. составляющая РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. П_a связана с перераспределением концентраций молекул (или ионов) по толщине пленки при перекрывании диффузных адсорбционного слоев. Если перекрываются адсорбционного слои ПАВ или полимеров, возникает стерич. составляющая РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д., близкая к адсорбционной.

Учет РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. и интерпретация его составляющих необходимы при расчете равновесия и устойчивости коллоидных систем (в частности, теория Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека учитывает П_т и П_a), пен, свободных и смачивающих тонких пленок, для анализа таких явлений, как полимолекулярная адсорбция, смачивание, флотация. Большинство поверхностных явлений в той или иной степени зависит от различные составляющих РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д.

Представление о РАСКЛИНИВАЮЩЕЕ ДАВЛЕНИЕ д. введено Б. В. Дерягиным.

Литература. ДерягинБ. В., Чураев Н. В., МуллерВ. М., Поверхностные силы, М., 1985; Дерягин Б. В., Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок, М., 1986. Я И Рабинович.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей