Τα επιφανειοδραστικά παίζουν ειδικό ρόλο στη χημεία των μελανιών

2019-08-02 09:45:16

Σε διάλυμα, τα επιφανειοδραστικά μόρια μεταναστεύουν στην επιφάνεια των διαλυτών, μειώνοντας την επιφανειακή τάση (νερό ή άλλους διαλύτες). Οι πολικές ομάδες επιφανειοδραστικών κατευθύνονται κατευθείαν προς την επιφάνεια του διαλύτη και οι αλυσίδες υδρογονάνθρακα εκτείνονται στον αέρα. Αυτή η κατανομή καθιστά την εξισορρόπηση της επιφανειακής δύναμης και κατά συνέπεια η επιφανειακή τάση μειώνεται. Η επιφανειακή τάση παρέμεινε σταθερή αφού μειώθηκε στην κρίσιμη συγκέντρωση μικκυλίου και τα μόρια τασιενεργού κατανεμήθηκαν στην επιφάνεια του διαλύτη μέχρις ότου σχηματίστηκε η μονοστρωματική δομή. Η επιφανειακή τάση συμβάλλει στο σχεδιασμό αποτελεσματικού μελανιού. Επειδή η διαδικασία επίχρισης χρωμάτων και αυτές οι παράμετροι έχουν μια μεγάλη σχέση. Πολλά ελαττώματα στο στρώμα χρωματισμού μπορούν να αποδοθούν στην επιφανειακή τάση.

Με την ανάπτυξη υδατοδιαλυτών μελανών, οι επιφανειοδραστικές ουσίες θεωρούνται ότι παίζουν ειδικό ρόλο στη χημεία των μελανών. Η μελάνη με οργανικό διαλύτη έχει τα πλεονεκτήματα της ποιότητας εκτύπωσης, της ομαλής επιφάνειας εκτύπωσης, της μέτριας έντασης εκτύπωσης και της έντονης συνολικής αίσθησης χρώματος, ενώ η υδατοδιαλυτή μελάνη δεν έχει αυτά τα χαρακτηριστικά. Για τη μήτρα χαμηλής επιφανειακής ενέργειας, η υδατοδιαλυτή μελάνη θα προκαλέσει πρόβλημα διαβροχής.

Ο κύριος λόγος είναι ότι ως κύριο συστατικό της μελάνης, το νερό παράγει μεγάλη επιφανειακή τάση, η οποία είναι κοντά στην επιφανειακή τάση του νερού 72 mN / m, ενώ η επιφανειακή τάση της μήτρας γραφής είναι γενικά 35 mN / M ~ 40 mN / m . Μόνο όταν η επιφανειακή τάση της μελάνης είναι μικρότερη από εκείνη της μήτρας γραφής, μπορεί να σχηματιστεί η αποτελεσματική κάλυψη χωρίς κηλίδες.

Η χρήση επιφανειοδραστικών ουσιών μειώνει την επιφανειακή τάση του μελανιού. Όταν η γωνία επαφής μεταξύ των σταγονιδίων μελάνης και του χαρτιού είναι μεγαλύτερη από 140, μπορεί να επιτευχθεί εκτύπωση υψηλής ποιότητας και όσο χαμηλότερη είναι η επιφανειακή τάση του μελανιού, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία επαφής. Επιπλέον, όσο χαμηλότερη είναι η τάση επιφανείας μελάνης, τόσο πληρέστερη κάλυψη της μήτρας γραφής μπορεί να επιτευχθεί για τη βελτίωση της ποιότητας της γραφής και της εκτύπωσης. Ωστόσο, είναι δύσκολο να σχηματιστούν μικρά ομοιόμορφα σταγονίδια μελανιού με πολύ χαμηλή επιφανειακή τάση. Γενικά, η επιφανειακή τάση πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 35 mN / m.

Η μοριακή δομή των αμφοτερικών επιφανειοδραστικών ουσιών έχει υδρόφοβες και υδρόφιλες ομάδες. Οι ιδιότητες που σχετίζονται με την επιφανειακή τάση μπορούν να ρυθμιστούν μεταβάλλοντας τη δομή του υδρόφιλου μέρους του επιφανειοδραστικού μορίου. Για παράδειγμα, το πολυμεθυλοσιλοξάνιο (ρητίνη σιλικόνης) έχει καλό αποτέλεσμα εφαρμογής. Η μοναδική επιφανειακή δραστικότητα του ελαίου ρητίνης σιλικόνης οφείλεται στην προστασία των υδρόφοβων ομάδων Si-O από υδρόφιλες μεθυλομάδες. Το φθοροαλκύλιο μπορεί περαιτέρω να μειώσει την επιφανειακή τάση, τα άτομα φθορίου έχουν κατάλληλη ομοιοπολική ακτίνα για να προστατεύουν τις αλυσίδες άνθρακα από το διάστημα και το φθοροαλκύλιο σπάνια αλληλεπιδρά με άλλες ομάδες. Φθοριωμένα επιφανειοδραστικά μπορούν να φανούν από το παράδειγμα υπερφθοροοκτανοϊκού οξέος [η-C7F15COOH]. Όταν το κλάσμα μάζας του υπερφθοροοκτανοϊκού οξέος είναι 0,01%, η επιφανειακή τάση του νερού μειώνεται από 72 mN / m σε 1512 mN / m.