Поверхностно-активные вещества играют особую роль в химии чернил

2019-08-02 09:45:16

В растворе молекулы поверхностно-активного вещества мигрируют на поверхность растворителей, уменьшая поверхностное натяжение (вода или другие растворители). Полярные группы поверхностно-активных веществ направлены непосредственно к поверхности растворителя, а углеводородные цепи вытянуты в воздух. Это распределение создает баланс поверхностных сил, и, следовательно, поверхностное натяжение уменьшается. Поверхностное натяжение оставалось постоянным после снижения до критической концентрации мицелл, и молекулы поверхностно-активного вещества распределялись по поверхности растворителя до образования монослойной структуры. Поверхностное натяжение помогает создавать эффективные чернила. Потому что процесс нанесения цветного покрытия и эти параметры имеют отличные отношения. Многие дефекты в красящем слое можно объяснить поверхностным натяжением.

С развитием водорастворимых чернил считается, что поверхностно-активные вещества играют особую роль в химии чернил. Чернила на основе органических растворителей обладают преимуществами высокого качества печати, гладкой поверхности печати, умеренной интенсивности печати и сильного общего восприятия цвета, в то время как водорастворимые чернила не имеют этих характеристик. Для матрицы с низкой поверхностной энергией водорастворимые чернила вызовут проблему смачивания.

Основная причина заключается в том, что в качестве основного компонента чернил вода создает высокое поверхностное натяжение, которое близко к поверхностному натяжению воды 72 мН / м, в то время как поверхностное натяжение пишущей матрицы обычно составляет 35 мН / м ~ 40 мН / м. , Только когда поверхностное натяжение чернил меньше, чем у матрицы письма, может быть сформировано эффективное покрытие без пятен.

Использование поверхностно-активных веществ снижает поверхностное натяжение чернил. Когда угол контакта между каплями чернил и бумагой превышает 140, может быть получена высококачественная печать, и чем ниже поверхностное натяжение чернил, тем больше угол контакта. Кроме того, чем ниже поверхностное натяжение чернил, тем более полный охват матрицы письма может быть получен для улучшения качества письма и печати. Однако трудно сформировать маленькие однородные капли чернил со слишком низким поверхностным натяжением. Как правило, поверхностное натяжение должно быть больше 35 мН / м.

Молекулярная структура амфотерных поверхностно-активных веществ имеет гидрофобные и гидрофильные группы. Свойства, связанные с поверхностным натяжением, можно регулировать, изменяя структуру гидрофильной части молекулы поверхностно-активного вещества. Например, полиметилсилоксан (силиконовая смола) обладает хорошим эффектом нанесения. Уникальная поверхностная активность масла на основе силиконовой смолы обусловлена ​​экранированием гидрофобных групп Si - O гидрофильными метильными группами. Фторалкил может дополнительно снижать поверхностное натяжение, атомы фтора имеют соответствующий ковалентный радиус для защиты углеродных цепей из космоса, а фторалкил редко взаимодействует с другими группами. Фторированные поверхностно-активные вещества можно увидеть на примере перфтороктановой кислоты [n-C7F15COOH]. Когда массовая доля перфтороктановой кислоты составляет 0,01%, поверхностное натяжение воды уменьшается с 72 мН / м до 1512 мН / м.