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表面張力系數(shù)與哪些因素有關(guān)

來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)整編 瀏覽 2058 次 發(fā)布時(shí)間:2023-03-28

消泡劑機(jī)理的起源是將高級(jí)醇或植物油撒在泡沫上,當(dāng)其溶入泡沫液,會(huì)顯著降低該處的表面張力。因?yàn)檫@些物質(zhì)一般對(duì)水的溶解度較小,表面張力的降低僅限于泡沫的局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒(méi)有變化。表面張力降低的部分被強(qiáng)烈地向四周牽引、延伸,最后破裂。那什么是表面張力?其被什么所影響?下面就全面介紹下表面張力的定義、系數(shù)、影響因素與常見(jiàn)缺陷。

一、表面張力的定義

處于液體體相內(nèi)的任一分子受到其周圍四面八方分子的作用是相等的,可以抵消,故在液體內(nèi)部分子的移動(dòng)無(wú)需做功。處于液體表面上的分子受到液體內(nèi)部分子的作用力遠(yuǎn)大于另一側(cè)氣體(或蒸氣)分子的作用力,因而液體表面分子有自動(dòng)向液體內(nèi)部遷移的趨勢(shì),這種趨勢(shì)的表現(xiàn)之一是液體表面自動(dòng)縮小,表現(xiàn)之二為欲擴(kuò)大表面需外界做功。表面張力的力學(xué)定義是作用于液體表面上任何部分單位長(zhǎng)度直線上的收縮力,力的方向是與該直線垂直并與液面相切,單位為mN·m-1。

二、表面張力系數(shù)(達(dá)因值)

達(dá)因值來(lái)源于達(dá)因。達(dá)因是力的單位,1達(dá)因=牛。通常我們說(shuō)的表面張力、達(dá)因值都是通俗的叫法,準(zhǔn)確的說(shuō)應(yīng)該是表面張力系數(shù)。定義是液體表面相鄰兩部分之間,單位長(zhǎng)度內(nèi)互相牽引的力。表面張力的單位在SI制中為牛頓/米(N/m),但仍常用達(dá)因/厘米(dyn/cm),1dyn/cm=1mN/m。

通常情況下達(dá)因值的簡(jiǎn)易測(cè)試方法可以通過(guò)達(dá)因筆和達(dá)因墨水來(lái)測(cè)試,一般用達(dá)因筆測(cè)試更為便捷一些,常規(guī)的達(dá)因筆有如下分類:32、34、36、38、40、42、44等規(guī)格,它們所代表數(shù)字就是相對(duì)應(yīng)的表面張力值大?。ㄅe例說(shuō)明:我們常說(shuō)的40達(dá)因值以上,就是說(shuō)明這個(gè)材料需要達(dá)到的印刷表面張力系數(shù)是40以上才能滿足重涂)。

簡(jiǎn)單分析:

(Ⅰ)如果畫出來(lái)的線條慢慢的收縮,那么說(shuō)明該基材表面達(dá)因低于達(dá)因筆上所標(biāo)出的指數(shù)。

(Ⅱ)如果畫線立馬收縮,而且開(kāi)始形成珠點(diǎn),則說(shuō)明該表面達(dá)因,極低于達(dá)因筆所標(biāo)出的指數(shù)。

(Ⅲ)如果畫出來(lái)的線條很平均地分布,不起任何水珠點(diǎn),那么就說(shuō)明材料表面達(dá)因值大于等于達(dá)因筆上所標(biāo)出的指數(shù)。

三、表面張力的影響因素

1、物質(zhì)的本性

液體的表面張力(或表面自由能)表示將液體分子從體相拉到表面上所做功的大小,故于液體分子間相互作用力的性質(zhì)與大小有關(guān)。相互作用強(qiáng)烈,不易脫離體相,表面張力就大。

2、溫度的影響

溫度升高,分子鍵引力減弱,故表面張力多隨溫度升高而減小。同時(shí),溫度升高液體的飽和蒸氣壓增大,氣相中分子密度增加,也是氣相分子對(duì)液體表面分子的引力增大,導(dǎo)致液體表面張力減小。當(dāng)溫度達(dá)到臨界溫度Tc時(shí),液相與氣相界線消失,表面張力降為零。

3、壓力的影響

隨壓力增大,表面張力減小。低壓下影響不明顯,高壓下可能引起比較明顯的變化。

表面張力系數(shù)與哪些因素有關(guān)?

表面張力系數(shù)與液體性質(zhì),溫度,液體所含雜質(zhì),相鄰物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。

液體不同則表面張力系數(shù)不同,密度小的容易蒸發(fā)的液體表面張力系數(shù)小,已熔化的金屬表面張力系數(shù)則很大。表面張力系數(shù)隨溫度的升高而減小,表面張力系數(shù)的大小還與相鄰物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有關(guān),表面張力系數(shù)還與雜質(zhì)有關(guān),加入雜質(zhì)可促使液體表面張力系數(shù)增大或減小。

四、常見(jiàn)缺陷

在膠水、油墨和涂料使用過(guò)程中,表面張力引起的缺陷主要有:厚邊、橘皮、針孔、凹坑等。

1、厚邊

厚邊是指膠水、油墨或涂料在噴涂過(guò)程中四周出現(xiàn)的厚度比中間位置厚度要厚的現(xiàn)象,這種異?,F(xiàn)象主要是由于表面張力引起的。

2、橘皮

橘皮是膠水使用過(guò)程中出現(xiàn)的一種典型缺陷,此種缺陷主要體現(xiàn)為膠水表面不平整,像橘子皮一樣坑坑洼洼,用肉眼可以觀察到,外觀不良。

橘皮缺陷的產(chǎn)生機(jī)理是,在膠水、油墨或者涂料涂覆在基材上后,由于基材表面張力不同,導(dǎo)致液體在張力的驅(qū)使下出現(xiàn)內(nèi)部的流動(dòng),隨著基材經(jīng)過(guò)烘箱,逐步干燥,由于液態(tài)在流動(dòng)中干燥、固化,就會(huì)出現(xiàn)了凹凸不平的現(xiàn)象。

3、針孔與凹坑

由表面張力引起的針孔、凹坑缺陷,形成機(jī)理是在基材或膠水中有灰塵、雜質(zhì)等。若灰塵、雜質(zhì)存在于膠水中,其周圍的液體在表面張力的作用下,會(huì)向外邊遷移,形成縮孔點(diǎn)狀缺陷。


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