Quais são os princípios e as aplicações dos agentes umectantes?
Quick answer: A practical additive decision starts with the exact defect: foam, poor wetting, craters, haze, or instability. The best product is usually the one that solves that defect with the safest compatibility window.
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.
In practice, there is also a measure of the choice of wetting agent, and formulators often compare CHLUMIWE 3280 Wetting Agent e CHLUMIWE 3071 Wetting Agent when they need to reduce coating surface tension and improve substrate wetting.
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 |
A practical selection checklist for wetting, leveling, and defoaming additives
Additive selection is usually most effective when the team defines the defect first and then screens compatibility, dosage range, and process stage. That is often much more reliable than choosing only by chemistry family or by a single dramatic lab result.
- Start from the defect, not the additive name: wetting loss, crater, microfoam, and instability often need different solutions even inside the same formula.
- Check compatibility at the intended dosage: the strongest additive can still be the wrong commercial choice if it narrows the process window too much.
- Review the stage of use: some products are most useful during grind, while others matter more during let-down, filling, or final application.
- Balance cure or film quality with defect control: the right additive fixes the problem without sacrificing adhesion, gloss, or appearance.
Recommended product references
- CHLUMIWE 3280: A strong wetting-agent reference for inks, coatings, and difficult substrate wetting.
- CHLUMIWE 3071: Useful when organosilicone wetting support is needed in a broad application screen.
- CHLUMIAG 3000: A practical leveling and anti-sticking reference in UV coating and ink-related systems.
- CHLUMIWE 3345: A practical wetting-and-leveling reference when broader surface control is needed.
FAQ for buyers and formulators
Why does an additive that looks powerful in a beaker sometimes fail in production?
Because shear, temperature, substrate, and the full formula can all change the way the additive performs under real process conditions.
Should the most aggressive additive always be preferred?
Not usually. The best additive is the one that solves the real defect while preserving the broadest safe operating window.