Quais são os princípios e as aplicações dos agentes umectantes?
I. O conceito de agente umectante
A característica básica da estrutura molecular do agente umectante é que uma extremidade da molécula tem um grupo hidrofílico (segmento de cadeia) e a outra extremidade tem um grupo hidrofóbico (segmento de cadeia) da substância química. Em termos gerais, isso significa que as moléculas são hidrofílicas e hidrofóbicas, respectivamente.
Quando a resina é à base de água, entendo o mecanismo de umedecimento (principalmente para resinas à base de água) da seguinte forma:
Mecanismo: Quando a resina à base de água é revestida na superfície do substrato, uma parte do agente umectante fica na parte inferior do revestimento, que está em contato com a superfície a ser umedecida, os segmentos da cadeia lipofílica são adsorvidos na superfície sólida e os grupos hidrofílicos entram na água. O contato entre a água e o substrato é transformado em um contato entre a água e os grupos hidrofílicos do agente umectante, formando uma estrutura de sanduíche com o agente umectante como camada intermediária. Facilita a propagação da fase aquosa, de modo a atingir o objetivo de umedecimento. Outra parte do agente umectante existe na superfície do líquido, seu grupo hidrofílico se estende à água líquida, os grupos hidrofóbicos são expostos ao ar, a formação de uma camada de molécula única reduz a tensão superficial do revestimento, fazendo com que o revestimento molhe melhor o substrato, de modo a atingir o objetivo de umedecimento.
Em segundo lugar, qual é o desempenho de umedecimento de líquidos
O desempenho de umectação é uma medida da afinidade de substâncias líquidas com substâncias sólidas. As principais formas de desempenho são: a, na superfície sólida do umedecimento; b, na superfície sólida do espalhamento; c, na superfície sólida da penetração.
Simplificando, as boas propriedades de umectação do líquido são fáceis de espalhar na superfície sólida, fáceis de penetrar na superfície sólida da lacuna.
Terceiro, a influência do desempenho de umedecimento de líquidos do fator intrínseco
O desempenho de umectação é uma forma relativa de expressão, ou seja, as características do líquido e do próprio sólido, sendo a mais importante delas o tamanho relativo da tensão superficial do líquido e do sólido. Quanto menor for a tensão superficial do líquido, maior será a tensão superficial do sólido, melhor será o desempenho de umectação do líquido no sólido e o líquido poderá se espalhar bem na superfície do sólido.
Quarto, a medição da capacidade de umedecimento de líquidos
O tamanho da capacidade de umedecimento do líquido pode ser usado para espalhar o líquido na superfície sólida, a formação do ângulo de contato θ para medir. Quanto menor o ângulo de contato θ, melhor o desempenho de umedecimento do líquido no sólido; θ é igual a zero, o melhor desempenho de umedecimento. Onde θ = 90 ° é um parâmetro importante, porque θ 90 °, o líquido não pode mais ser um molhamento de espalhamento espontâneo da superfície sólida.
O ângulo de contato pode ser calculado pela seguinte fórmula: cosθ= (γs-γsl)/γl
onde:
γs é a tensão superficial do sólido.
γl é a tensão superficial do líquido.
γsl é a tensão interfacial entre as superfícies líquida e sólida. γsl é muito pequeno em relação a γs e γl, e às vezes pode ser ignorado nos cálculos.
Além do ângulo de contato θ para medir o desempenho de umedecimento, o coeficiente de espalhamento também pode ser usado para indicar o tamanho da capacidade de umedecimento. Seu significado físico para um determinado volume de líquido pode estar na área de umedecimento da superfície sólida, expressa em cm2/g. Quanto melhor for o desempenho de umedecimento do líquido, maior será a área de umedecimento. Coeficiente de espalhamento expresso em S, a fórmula é: S = γs - γsl - γl; quando S é maior do que zero, o líquido pode entrar espontaneamente na superfície sólida úmida.
V. Fatores que afetam a capacidade de umedecimento
1, a estrutura química e a composição do líquido e do sólido que está sendo umedecido. Afetam principalmente o tamanho da tensão superficial e afetam a capacidade de umedecimento.
2, o grau de rugosidade da superfície sólida. Por exemplo, θ 90 °, a rugosidade da superfície aumenta, o ângulo de contato torna-se maior e difícil de molhar.
3, o grau de contaminação das superfícies sólidas. A poluição de superfícies sólidas geralmente não favorece o umedecimento. Portanto, o substrato deve ser descontaminado antes do revestimento.
4, surfactante. A adição de surfactantes ao líquido pode reduzir efetivamente a tensão superficial e facilitar o umedecimento.
5 、 A temperatura tem um efeito direto sobre a tensão superficial do material, que deve ser considerada no trabalho prático.
Em sexto lugar, a aplicação da teoria
Pode-se concluir, com base na teoria básica acima, que a capacidade do revestimento de produzir efeito molhante no substrato depende da tensão superficial do revestimento. Quando a tensão superficial do revestimento for igual ou menor que a tensão superficial do substrato sólido, ele se espalhará bem na superfície sólida.
Na prática, há também uma medida da escolha do agente umectante, devemos escolher um agente umectante que possa reduzir efetivamente a tensão superficial do revestimento para melhorar a seletividade do material.
VII. Tabela de tensão superficial de substâncias comuns
| material | tensão superficial[mN/m{dyn/cm}] |
| Água | 72.2 |
| Glicol | 48.4 |
| o-Xileno | 30 |
| Acetato de etileno glicol monoetil éter | 28.7 |
| Acetato de n-butila | 25.2 |
| Rosin | 24 |
| n-Butanol | 24.6 |
| Metil isobutil cetona | 23.6 |
| Metil etil cetona | 24.6 |
| Resina de melamina (tipo HMMM) | 58 |
| Resina epóxi (Epikote 828) | 45 |
| Polimetilacrilato de metila | 41 |
| 65% Resina alquídica de ácido graxo de óleo de soja | 37 |
| Resina alquídica isenta de óleo | 47 |
| Agente de nivelamento Modaflow | 32 |
| Folha de flandres (sem revestimento/revestimento) | 35~45 |
| Aço tratado com fosfato | 40~45 |
| Alumínio | 37~45 |
| Primer de resina alquídica | 70 |
| Vidro | 70 |
| Polímero | Yc(达因/cm) |
| Resina de ureia-formaldeído | 61 |
| Celulose | 45 |
| Poliacrilonitrila | 44 |
| Óxido de polietileno | 43 |
| Tereftalato de polietileno | 43 |
| Nylon 66 | 42.5 |
| Nylon 6 | 42 |
| Polissulfona | 41 |
| Polimetilmetacrilato | 40 |
| Cloreto de polivinilideno | 40 |
| Cloreto de polivinila | 39 |
| Acetal de álcool polivinílico | 38 |
| Polietileno clorossulfonado | 37 |
| Acetato de polivinila | 37 |
| Álcool polivinílico | 37 |
| Poliestireno | 32.8 |
| Nylon 1010 | 32 |
| Polibutadieno (cis) | 32 |
| Polietileno | 31 |
| Poliuretano | 29 |
| Cloreto de polivinila | 28 |
| Butiral de polivinila | 28 |
| Borracha butílica | 27 |
| Cloreto de polivinilideno | 25 |
| Polidimetilsiloxano | 24 |
| Politrifluoretileno | 22 |
| Borracha de silicone | 22 |
| Politetrafluoretileno | 18.5 |
| Perfluoropropileno | 16.2 |
| Metacrilato de perfluorooctilo | 10.6 |