Wat zijn de principes en toepassingen van bevochtigingsmiddelen?
I. Het begrip bevochtigingsmiddel
Het basiskenmerk van de moleculaire structuur van het bevochtigingsmiddel is dat het ene uiteinde van het molecuul een hydrofiele groep (ketensegment) heeft en het andere uiteinde een hydrofobe groep (ketensegment) van de chemische stof. In het algemeen betekent dit dat de moleculen respectievelijk hydrofiel en hydrofoob zijn.
Als de hars een hars op waterbasis is, begrijp ik het bevochtigingsmechanisme (voornamelijk voor harsen op waterbasis) als volgt:
Mechanisme: Wanneer de hars op waterbasis wordt gecoat op het oppervlak van het substraat, bevindt een deel van de bevochtigingsagent zich aan de onderkant van de coating, die in contact is met het te bevochtigen oppervlak, de lipofiele ketensegmenten geadsorbeerd op het vaste oppervlak, en de hydrofiele groepen reiken naar buiten in het water. Het contact tussen water en het substraat wordt omgezet in een contact tussen water en de hydrofiele groepen van het bevochtigingsmiddel, waardoor een sandwichstructuur wordt gevormd met het bevochtigingsmiddel als middelste laag. Hierdoor wordt de waterfase gemakkelijker verspreid en wordt het doel van bevochtiging bereikt. Een ander deel van de bevochtigingsmiddel, bestaat op het oppervlak van de vloeistof, de hydrofiele groep strekt zich uit tot het vloeibare water, hydrofobe groepen blootgesteld aan de lucht, de vorming van een enkele molecule laag, vermindert de oppervlaktespanning van de coating, waardoor de coating beter bevochtiging van het substraat, om zo het doel van bevochtiging te bereiken.
Ten tweede, wat is het bevochtigingsvermogen van de vloeistof?
De bevochtigingsprestatie is een maat voor de affiniteit van vloeibare stoffen met vaste stoffen. De belangrijkste vormen van prestatie zijn: a, het vaste oppervlak van de bevochtiging; b, in het vaste oppervlak van de verspreiding; c, in het vaste oppervlak van de penetratie.
Simpel gezegd, goede bevochtigingseigenschappen van de vloeistof is gemakkelijk te verspreiden over het vaste oppervlak, gemakkelijk om het vaste oppervlak van de kloof te penetreren.
Ten derde, de invloed van de bevochtigingsprestaties van de intrinsieke factor
Bevochtigingsprestatie is een relatieve vorm van uitdrukking, dat wil zeggen, en de kenmerken van de vloeistof en vaste stof zelf, waarvan de belangrijkste de relatieve grootte van de vloeistof en vaste oppervlaktespanning is. Hoe kleiner de oppervlaktespanning van de vloeistof, hoe groter de oppervlaktespanning van de vaste stof, hoe beter het bevochtigingsvermogen van de vloeistof op de vaste stof, de vloeistof zal zich goed kunnen verspreiden op het vaste oppervlak.
Ten vierde, de meting van het bevochtigingsvermogen van vloeistoffen
De grootte van het bevochtigingsvermogen van de vloeistof kan worden gebruikt om de vloeistof op het vaste oppervlak te verspreiden, de vorming van de contacthoek θ te meten. Hoe kleiner de contacthoek θ, hoe beter de bevochtigingsprestaties van de vloeistof op de vaste stof, θ is gelijk aan nul, de beste bevochtigingsprestaties. Waar θ = 90 ° is een belangrijke parameter, omdat θ 90 °, kan de vloeistof niet langer vast oppervlak spontane verspreiding bevochtiging.
De contacthoek kan worden berekend met de volgende formule: cosθ= (γs-γsl)/γl
waar:
γs is de oppervlaktespanning van de vaste stof.
γl is de oppervlaktespanning van de vloeistof.
γsl is de grensvlakspanning tussen het vloeistofoppervlak en het vaste oppervlak. γsl is erg klein ten opzichte van γs en γl, en kan soms worden genegeerd in berekeningen.
Naast de contacthoek θ om de bevochtigingsprestatie te meten, kan de spreidingscoëfficiënt ook gebruikt worden om de grootte van de bevochtigingscapaciteit aan te geven. De fysische betekenis voor een bepaald volume vloeistof kan liggen in het bevochtigingsoppervlak van het vaste oppervlak, uitgedrukt in cm2/g. Hoe beter het bevochtigingsvermogen van de vloeistof, hoe groter het bevochtigingsoppervlak. De spreidingscoëfficiënt uitgedrukt in S, de formule is: S = γs - γsl - γl; als S groter is dan nul, kan de vloeistof spontaan in het vaste oppervlak nat worden.
V. Factoren die het bevochtigingsvermogen beïnvloeden
1, de chemische structuur en samenstelling van de vloeistof en de vaste stof die worden bevochtigd. Deze beïnvloeden voornamelijk de grootte van de oppervlaktespanning en beïnvloeden het bevochtigingsvermogen.
2, de mate van ruwheid van het vaste oppervlak. Bijvoorbeeld, θ 90 °, de oppervlakteruwheid verhoogt de contacthoek groter en moeilijk te bevochtigen.
3, de mate van vervuiling van vaste oppervlakken. Verontreiniging van vaste oppervlakken is over het algemeen niet bevorderlijk voor bevochtiging. Het substraat moet dus worden ontsmet voordat het wordt gecoat.
4, oppervlakteactieve stof. Door oppervlakteactieve stoffen aan de vloeistof toe te voegen, kan de oppervlaktespanning effectief worden verlaagd en het bevochtigen worden vergemakkelijkt.
5、Temperatuur heeft een direct effect op de oppervlaktespanning van het materiaal, waarmee in de praktijk rekening moet worden gehouden.
Ten zesde, de toepassing van de theorie
Uit bovenstaande basistheorie kan worden geconcludeerd dat het bevochtigingseffect van de coating op het substraat afhangt van de oppervlaktespanning van de coating. Als de oppervlaktespanning van de coating gelijk is aan of lager is dan de oppervlaktespanning van het vaste substraat, zal de coating zich goed verspreiden op het vaste oppervlak.
In de praktijk is er ook een maat voor de keuze van het bevochtigingsmiddel, we moeten een bevochtigingsmiddel kiezen dat de oppervlaktespanning van de coating effectief kan verlagen om de selectiviteit van het materiaal te verbeteren.
VII. Oppervlaktespanningstabel van gewone stoffen
| materiaal | oppervlaktespanning[mN/m{dyn/cm}] |
| Water | 72.2 |
| Glycol | 48.4 |
| o-Xyleen | 30 |
| Ethyleenglycolmonoethylether acetaat | 28.7 |
| n-Butylacetaat | 25.2 |
| Hars | 24 |
| n-Butanol | 24.6 |
| Methylisobutylketon | 23.6 |
| Methylethylketon | 24.6 |
| Melaminehars (HMMM-type) | 58 |
| Epoxyhars (Epikote 828) | 45 |
| Methylpolymethylacrylaat | 41 |
| 65% Sojaolie Vetzure Alkydhars | 37 |
| Olievrije alkydhars | 47 |
| Modaflow nivelleringsmiddel | 32 |
| Vertind (ongecoat/gecoat) | 35~45 |
| Met fosfaat behandeld staal | 40~45 |
| Aluminium | 37~45 |
| Grondverf op basis van alkydhars | 70 |
| Glas | 70 |
| Polymeer | Yc(达因/cm) |
| Ureumformaldehyde hars | 61 |
| Cellulose | 45 |
| Polyacrylonitril | 44 |
| Polyethyleenoxide | 43 |
| Polyethyleentereftalaat | 43 |
| Nylon 66 | 42.5 |
| Nylon 6 | 42 |
| Polysulfon | 41 |
| Polymethylmethacrylaat | 40 |
| Polyvinylideenchloride | 40 |
| Polyvinylchloride | 39 |
| Polyvinylalcohol Acetaal | 38 |
| Gechloreerd gesulfoneerd polyethyleen | 37 |
| Polyvinyl acetaat | 37 |
| Polyvinylalcohol | 37 |
| Polystyreen | 32.8 |
| Nylon 1010 | 32 |
| Polybutadieen (cis) | 32 |
| Polyethyleen | 31 |
| Polyurethaan | 29 |
| Polyvinylchloride | 28 |
| Polyvinylbutyral | 28 |
| Butylrubber | 27 |
| Polyvinylideenchloride | 25 |
| Polydimethylsiloxaan | 24 |
| Polytrifluorethyleen | 22 |
| Siliconenrubber | 22 |
| Polytetrafluorethyleen | 18.5 |
| Perfluorpropyleen | 16.2 |
| Perfluoroctylmethacrylaat | 10.6 |