معرفی و روش تحلیل آزمون زاویه تماس (contact angle)

ترشوندگی (انگلیسی: Wettability) توانایی یک مایع در برقراری تماس با سطح جامد است و نشأت‌گرفته از نیروهای بین مولکولی می‌باشد. درجه تر شوندگی از تعادل میان نیروهای پیوستگی و چسبندگی تعیین می‌شود. تر شدن، به معنای دیگر، تمایل به کسب حداکثر سطح تماس برای یک مایع با سطح جامد خود است.

زاویه تماس یک قطره از مایع با سطح آن در تعیین تری، مؤثر است. هرچه زاویه تماس به صفر نزدیکتر باشد ترشوندگی بیشتر است. هرچه زاویه تماس به ۱۸۰ نزدیک‌تر باشد آب‌گریزی افزایش می‌یابد. بنابراین زاویه تماس، از طریق اندازه گیری زاویه ای که یک قطره از مایع با سطح جامد ایجاد می کند، بدست می آید و کمیتی برای بیان ترشوندگی سطح جامد به وسیله مایع است. بسته به اینکه اندازه زاویه کوچکتر یا بزرگتر از°90 باشد سطح جامد آبدوست یا آب گریز است؛ در زاویه صفر سطح کاملا خیس می شود، به عبارت دیگر زاویه °90 مرز بین آبدوستی و آب گریزی است.

به حداکثر زاویه تماس یک قطره با سطح، زاویه پیشروی و کمینه زاویه تماس را زاویه پسروی می‌گویند. اختلاف میان زاویه‌های پیش‌روی و پس‌روی را پسماند زاویه تماس می‌خوانند.قانون یانگ، ترشوندگی را برای یک سطح ایده‌آل تعریف می‌کند:

γ_SG = γ_SL + γ_LG cosθ

که در آن ɣ انرژی آزاد سطح میان سطح‌های مختلف مایع و جامد و گاز و θ زاویه تماس است. در جدول زیر قدرت تر شوندگی مقایسه شده است:

زاویه تماس	درجه ترشوندگی	قدرت
		برهم‌کنش جامد/مایع	برهم‌کنش مایع/مایع
θ = ۰	تری کامل	قوی	ضعیف
۰ <θ <۹۰°	ترشوندگی بالا	قوی	قوی
		ضعیف	ضعیف
۹۰° ≤ θ <۱۸۰°	ترشوندگی کم	ضعیف	قوی
θ = ۱۸۰°	ناترشوندگی کامل	ضعیف	قوی

خاصیت ترشوندگی تمایل یک سیال به پخش شدن روی یک سطح جامد یا چسبیدن به آن در حضور دیگر سیالات امتزاج ناپذیر با آن است. تمایل یک سیال به پخش شدن روی سطح یک جامد خصوصیات تری سـیال را نسبت به سطح جامد مشخص میکند. معمولاً این تمایل به پخش شدن با اندازه گیری زاویۀ سطح تماس سطح جامد– مایع بیان می شودکه زاویۀ تماس θ نامیده و همیـشه از سمت مایع به جامد اندازه‌گیری می شود. زاویۀ تماس θ بزرگی خاصیت ترشوندگی‌را نشان می دهد. با کاهش زاویۀ تماس، خصوصیات تری سیال مایع افزایش می یابند. زاویۀ تماس صفر درجـه بیانگر تری کامل و زاویۀ تماس ۱۸۰ درجه معرف غیر تـری مطلـق اسـت. خاصـیت ترشوندگی‌میانه تعاریفی گوناگون دارد ولی در اکثر نوشته ها زوایای ۶۰ تا ۹۰ درجـه معرف این وضعیت اند.

 ترشوندگی‌یک محیط متخلخل بوسیله ی ترکیبی از نیروهای کشش سطحی (بین سطحی) تعیین می شود. ترشوندگی پدیده ای پیچیده است که می تواند تحت تأثیر عوامل متعددی قرار گیرد. پنج نوع اصلی ترشوندگی عبارتند از:

 • آب دوست (Water-Wet): سیستمی که در آن فاز آبی به سطح حفرات سنگ (ریز و درشت) چسبیده است. در این سیستم ها آب اکثر فضای تخلخل های ریز را اشغال می کند.

• نفت دوست (Oil-Wet): سیستمی که در آن فاز نفت به سطح حفرات سنگ (ریز و درشت) چسبیده است. در این سیستم ها نفت اکثر فضای تخلخل های ریز را اشغال می کند.

 • ترشوندگی خنثی (Neutral Wettability): سیستمی که در آن تمایل قوی به جذب آب یا نفت بر روی سطح حفرات دیده نمی شود.

• ترشوندگی پاره ای (Fractional Wettability): در این نوع سیستم، قسمت خاصی از سنگ آب دوست و قسمت دیگری نفت دوست می باشد که این امر ناشی از تفاوت فیزیکی در فرآیند جذب به دلیل تفاوت کانی های موجود یا تاریخچه ی ورود و انباشت هیدروکربن در سیستم فضای متخلخل است. این نوع ترشوندگی به ترشوندگی ناهمگون ۵ نیز معروف است.

 • ترشوندگی مخلوط (Mixed Wettability): اصطلاح ترشوندگی‌مخلوط برای نوع خاصی از ترشوندگی جزئی به کار می رود که در آن سطوح نفت دوست مسیری پیوسته را در میان حفرات بزرگتر شکل می دهند. به عبارت دیگر سطح حفرات بزرگ نفت دوست است. حفرات کوچکتر نیز آب دوست باقیمانده و نفت در آنها وجود ندارد. این امر باعث می شود که حجم بسیار کم یا حتی ناچیز نفت باقیمانده در عملیات تزریق آب قابل بازیافت باشد.