Falando sobre o princípio do agente umectante: tensão superficial

Superfície e interface

Em um sistema não homogêneo, há pelo menos duas fases com propriedades diferentes. A coexistência de duas fases deve ter uma interface. Percebe-se que a interface é resultado da não homogeneidade do sistema. Geralmente refere-se à região de transição de cerca de algumas moléculas de espessura na junção de duas fases, se uma das fases é um gás, esta interface é geralmente chamada de superfície. Costuma-se chamar a interface entre líquido ou sólido e ar de superfície de líquido ou sólido. As interfaces comuns são: interface gás-líquido, interface gás-sólido, interface líquido-líquido, interface líquido-sólido, interface sólido-sólido.

Definição e princípio da tensão superficial

Na fronteira entre o líquido e o gás, ou seja, na superfície do líquido e na interface entre os dois líquidos imiscíveis, uma atração muito pequena é gerada devido à atração entre as moléculas. Imagine que existe uma fina camada de filme na superfície, ela é submetida à força de tração da superfície, essa tensão do líquido é chamada de tensão superficial. É's chamado gama em N/m.

Fatores que afetam a tensão superficial

(1) O efeito da interação intermolecular: quanto mais forte a ligação química, maior a tensão superficial. γ (ligação metálica) > γ (ligação iônica) > γ (ligação covalente polar) > γ (ligação covalente apolar)

(2) O efeito da temperatura: a temperatura aumenta, a tensão superficial diminui

(3) O efeito da pressão: a pressão geral aumenta e a tensão superficial diminui

Em geral:

A tensão superficial da água é de 72,8mN/m (20°C).

A tensão superficial dos líquidos orgânicos é menor que a da água.

A tensão superficial do líquido orgânico contendo nitrogênio, oxigênio e outros elementos é maior.

A tensão superficial do líquido contendo F e Si é a menor.

Alto peso molecular alta tensão superficial;

Solução aquosa: se contiver sais inorgânicos, a tensão superficial é maior que a da água; Contém matéria orgânica, a tensão superficial é menor que a água;

A tensão superficial mais fraca do líquido (acima de 0°C) é o álcool.

Definição de molhamento do substrato

A molhamento do substrato é definida como a substituição do ar na superfície do substrato por um revestimento líquido, um processo crítico para o sucesso do revestimento do revestimento.

A propagação do revestimento no substrato pode ser microcósmica à medida que as superfícies de contorno dos três meios se cruzam em um ponto, e as três superfícies de fronteira se cruzam em um determinado ângulo, que é chamado de ângulo de contato θ.

O tamanho do Ângulo de contato θ depende da energia de superfície γs do substrato, da tensão superficial γl do revestimento líquido e da tensão interfacial γls entre o revestimento líquido e o substrato, quanto menor o Ângulo de contato θ, melhor o efeito de molhamento do substrato. Portanto, a maneira mais conveniente de obter uma boa umectação do substrato é reduzir a tensão superficial do revestimento líquido.

Seleção do agente umectante do substrato

O agente umectante do substrato é usado principalmente para reduzir a tensão superficial de revestimentos à base de água. O principal solvente neste sistema é a água com alta tensão superficial, e a tensão superficial da água é de 72,8mN/m (20°C). Portanto, uma solução aquosa de substrato umectante a 0,2% é usada para testar sua tensão superficial dinâmica e estática.

Método de ensaio de tensão superficial dinâmica: método da pressão de bolhas

Solução aquosa de substrato umectante a 0,2%

Nota: A pressão necessária para criar bolhas em um líquido é diretamente proporcional à tensão superficial dinâmica. As diferentes taxas de produção de bolhas podem refletir a capacidade de diferentes surfactantes de se organizarem rápida e direcionalmente na superfície recém-criada.

À medida que a vida útil da bolha se torna mais longa, a tensão superficial medida tende a ser estável, e a tensão superficial é a tensão superficial estática do líquido.

peroração

A redução da tensão superficial de revestimentos à base de água pode torná-la uma boa propagação de molhamento em diferentes substratos, e diferentes substratos podem ser adaptados selecionando diferentes agentes umectantes de substrato com diferentes capacidades de redução da tensão superficial.