Islatıcı maddelerin prensipleri ve uygulamaları nelerdir?
I. Islatıcı madde kavramı
Islatıcı maddenin moleküler yapısının temel özelliği, molekülün bir ucunun hidrofilik bir gruba (zincir segmenti), diğer ucunun ise kimyasal maddenin hidrofobik bir grubuna (zincir segmenti) sahip olmasıdır. Genel anlamda bu, moleküllerin sırasıyla hidrofilik ve hidrofobik olduğu anlamına gelir.
Reçine su bazlı bir reçine olduğunda, ıslatma mekanizmasını (esas olarak su bazlı reçineler için) aşağıdaki gibi anlıyorum:
Mekanizma: Su bazlı reçine substratın yüzeyine kaplandığında, ıslatıcı maddenin bir kısmı ıslatılacak yüzeyle temas halinde olan kaplamanın alt kısmındadır, lipofilik zincir segmentleri katı yüzeyde adsorbe edilir ve hidrofilik gruplar suya doğru uzanır. Su ile substrat arasındaki temas, su ile ıslatıcı maddenin hidrofilik grupları arasında bir temasa dönüşür ve orta katman olarak ıslatıcı madde ile bir sandviç yapı oluşturur. Islatma amacına ulaşmak için su fazının yayılmasını kolaylaştırır. Islatıcı maddenin diğer bir kısmı, sıvının yüzeyinde bulunur, hidrofilik grubu sıvı suya uzanır, hidrofobik gruplar havaya maruz kalır, tek bir molekül tabakasının oluşumu, kaplamanın yüzey gerilimini azaltır, kaplamanın alt tabakanın daha iyi ıslanmasını sağlar, böylece ıslatma amacına ulaşmak için.
İkinci olarak, sıvı ıslatma performansı nedir?
Islatma performansı, sıvı maddelerin katı maddelere olan yakınlığının bir ölçüsüdür. Performansın ana biçimleri şunlardır: a, ıslatmanın katı yüzeyinde; b, yayılmanın katı yüzeyinde; c, penetrasyonun katı yüzeyinde.
Basitçe söylemek gerekirse, sıvının iyi ıslatma özelliklerinin katı yüzeye yayılması kolaydır, boşluğun katı yüzeyine nüfuz etmesi kolaydır.
Üçüncü olarak, içsel faktörün sıvı ıslatma performansının etkisi
Islatma performansı göreceli bir ifade biçimidir, yani sıvının ve katının kendi özellikleridir, bunlardan en önemlisi sıvı ve katı yüzey geriliminin göreceli boyutudur. Sıvının yüzey gerilimi ne kadar küçükse, katının yüzey gerilimi o kadar büyüktür, sıvının katı üzerindeki ıslatma performansı o kadar iyi olur, sıvı katı yüzeye iyi yayılabilir.
Dördüncü olarak, sıvı ıslatma kabiliyetinin ölçümü
Sıvı ıslatma kabiliyetinin boyutu, sıvıyı katı yüzeye yaymak, ölçmek için θ temas açısının oluşumu için kullanılabilir. Temas açısı θ ne kadar küçük olursa, sıvının katı üzerindeki ıslatma performansı o kadar iyi olur, θ sıfıra eşittir, en iyi ıslatma performansı. Burada θ = 90 ° önemli bir parametredir, çünkü θ 90 °, sıvı artık katı yüzey kendiliğinden yayılan ıslatma olamaz.
Temas açısı aşağıdaki formül ile hesaplanabilir: cosθ= (γs-γsl)/γl
Nerede?
γs katının yüzey gerilimidir.
γl sıvının yüzey gerilimidir.
γsl sıvı ve katı yüzeyler arasındaki arayüzey gerilimidir. γsl, γs ve γl'ye göre çok küçüktür ve bazen hesaplamalarda göz ardı edilebilir.
Islatma performansını ölçmek için temas açısı θ'ya ek olarak, yayılma katsayısı da ıslatma kapasitesinin boyutunu belirtmek için kullanılabilir. Belirli bir sıvı hacmi için fiziksel önemi, cm2/g olarak ifade edilen katı yüzey ıslatma alanında olabilir. Sıvının ıslatma performansı ne kadar iyi olursa, ıslatma alanı da o kadar büyük olur. Yayılma katsayısı S ile ifade edilir, formül şöyledir: S = γs - γsl - γl; S sıfırdan büyük olduğunda, sıvı katı yüzey ıslatmasında kendiliğinden olabilir.
V. Islatma kabiliyetini etkileyen faktörler
1, sıvının ve ıslatılan katının kimyasal yapısı ve bileşimi. Temel olarak yüzey geriliminin boyutunu etkiler ve ıslatma kabiliyetini etkiler.
2, katı yüzeyin pürüzlülük derecesi. Örneğin, θ 90 °, yüzey pürüzlülüğü artar temas açısı büyür ve ıslanması zorlaşır.
3, katı yüzeylerin kirlenme derecesi. Katı yüzey kirliliği genellikle ıslanmaya elverişli değildir. Bu yüzden kaplama öncesinde yüzey dekontamine edilmelidir.
4, yüzey aktif madde. Sıvıya yüzey aktif maddeler eklemek yüzey gerilimini etkili bir şekilde azaltabilir ve ıslanmayı kolaylaştırabilir.
5、Sıcaklık, malzemenin yüzey gerilimi üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir ve pratik çalışmalarda dikkate alınmalıdır.
Altıncı olarak, teorinin uygulanması
Yukarıdaki temel teoriden, kaplamanın alt tabaka üzerinde ıslatma etkisi yaratıp yaratamayacağının kaplamanın yüzey gerilimine bağlı olduğu sonucuna varılabilir. Kaplamanın yüzey gerilimi katı alt tabakanın yüzey gerilimine eşit veya daha az olduğunda, katı yüzey üzerinde iyi yayılacaktır.
Uygulamada, ıslatıcı madde seçiminin de bir ölçüsü vardır, malzemenin seçiciliğini artırmak için kaplamanın yüzey gerilimini etkili bir şekilde azaltabilen bir ıslatıcı madde seçmeliyiz.
VII. Yaygın Maddelerin Yüzey Gerilimi Tablosu
| malzeme | yüzey gerilimi[mN/m{dyn/cm}] |
| Su | 72.2 |
| Glikol | 48.4 |
| o-Ksilen | 30 |
| Etilen glikol monoetil eter asetat | 28.7 |
| n-Bütil asetat | 25.2 |
| Rosin | 24 |
| n-Bütanol | 24.6 |
| Metil izobütil keton | 23.6 |
| Metil etil keton | 24.6 |
| Melamin reçine (HMMM tipi) | 58 |
| Epoksi reçine (Epikote 828) | 45 |
| Metil polimetil akrilat | 41 |
| 65% Soya Yağı Yağ Asidi Alkid Reçine | 37 |
| Yağsız alkid reçine | 47 |
| Modaflow tesviye maddesi | 32 |
| Teneke (kaplamasız/kaplamalı) | 35~45 |
| Fosfat İşlemli Çelik | 40~45 |
| Alüminyum | 37~45 |
| Alkid reçine astar | 70 |
| Cam | 70 |
| Polimer | Yc(达因/cm) |
| Üre-formaldehit reçinesi | 61 |
| Selüloz | 45 |
| Poliakrilonitril | 44 |
| Polietilen Oksit | 43 |
| Polietilen Tereftalat | 43 |
| Naylon 66 | 42.5 |
| Naylon 6 | 42 |
| Polisülfon | 41 |
| Polimetilmetakrilat | 40 |
| Poliviniliden Klorür | 40 |
| Polivinil Klorür | 39 |
| Polivinil Alkol Asetal | 38 |
| Klorosülfonatlı Polietilen | 37 |
| Polivinil Asetat | 37 |
| Polivinil Alkol | 37 |
| Polistiren | 32.8 |
| Naylon 1010 | 32 |
| Polibütadien (cis) | 32 |
| Polietilen | 31 |
| Poliüretan | 29 |
| Polivinil klorür | 28 |
| Polivinil Butiral | 28 |
| Butil Kauçuk | 27 |
| Poliviniliden Klorür | 25 |
| Polidimetilsiloksan | 24 |
| Polifloroetilen | 22 |
| Silikon Kauçuk | 22 |
| Politetrafloroetilen | 18.5 |
| Perfloropropilen | 16.2 |
| Perflorooktil metakrilat | 10.6 |