Surfaktanty odgrywają szczególną rolę w chemii tuszu

2019-08-02 09:45:16

W roztworze cząsteczki środka powierzchniowo czynnego migrują na powierzchnię rozpuszczalników, zmniejszając napięcie powierzchniowe (woda lub inne rozpuszczalniki). Grupy polarne środków powierzchniowo czynnych są skierowane bezpośrednio na powierzchnię rozpuszczalnika, a łańcuchy węglowodorów są wyciągane w powietrze. Ten rozkład powoduje wyrównanie siły powierzchniowej, w wyniku czego napięcie powierzchniowe maleje. Napięcie powierzchniowe pozostało stałe po zmniejszeniu do krytycznego stężenia miceli, a cząsteczki środka powierzchniowo czynnego były rozprowadzane na powierzchni rozpuszczalnika aż do utworzenia struktury monowarstwowej. Napięcie powierzchniowe pomaga zaprojektować skuteczny atrament. Ponieważ proces powlekania kolorami i te parametry mają świetny związek. Wiele wad warstwy zabarwiającej można przypisać napięciu powierzchniowemu.

Wraz z rozwojem atramentów rozpuszczalnych w wodzie uważa się, że środki powierzchniowo czynne odgrywają szczególną rolę w chemii tuszu. Atrament na bazie rozpuszczalników organicznych ma zalety dobrej jakości drukowania, gładkiej powierzchni drukowania, umiarkowanej intensywności drukowania i silnego ogólnego wyczuwania kolorów, podczas gdy atrament rozpuszczalny w wodzie nie ma tych właściwości. W przypadku matrycy o niskiej energii powierzchniowej atrament rozpuszczalny w wodzie spowoduje problem zwilżania.

Głównym powodem jest to, że jako główny składnik atramentu woda wytwarza wysokie napięcie powierzchniowe, które jest zbliżone do napięcia powierzchniowego wody 72 mN / m, podczas gdy napięcie powierzchniowe matrycy piszącej wynosi na ogół 35 mN / M ~ 40 mN / m . Tylko wtedy, gdy napięcie powierzchniowe tuszu jest mniejsze niż napięcie matrycy piszącej, można uzyskać skuteczne pokrycie bez plam.

Zastosowanie surfaktantów zmniejsza napięcie powierzchniowe tuszu. Gdy kąt zwilżania między kroplami tuszu a papierem jest większy niż 140, można uzyskać druk wysokiej jakości, a im niższe napięcie powierzchniowe tuszu, tym większy kąt zwilżania. Ponadto, im niższe jest napięcie powierzchniowe tuszu, tym bardziej kompleksowe pokrycie matrycy piszącej można uzyskać w celu poprawy jakości pisania i drukowania. Jednak trudno jest tworzyć małe jednolite krople atramentu o zbyt niskim napięciu powierzchniowym. Ogólnie napięcie powierzchniowe powinno być większe niż 35 mN / m.

Struktura molekularna amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych ma grupy hydrofobowe i hydrofilowe. Właściwości związane z napięciem powierzchniowym można regulować, zmieniając strukturę hydrofilowej części cząsteczki środka powierzchniowo czynnego. Na przykład polimetylosiloksan (żywica silikonowa) ma dobry efekt nanoszenia. Unikalna aktywność powierzchniowa oleju z żywicy silikonowej wynika z ekranowania hydrofobowych grup Si - O przez hydrofilowe grupy metylowe. Fluoroalkil może dodatkowo zmniejszać napięcie powierzchniowe, atomy fluoru mają odpowiedni promień kowalencyjny, aby chronić łańcuchy węglowe przed przestrzenią, a fluoroalkil rzadko wchodzi w interakcje z innymi grupami. Fluorowane środki powierzchniowo czynne można zobaczyć na przykładzie kwasu perfluorooktanowego [n-C7F15COOH]. Gdy udział masowy kwasu perfluorooktanowego wynosi 0,01%, napięcie powierzchniowe wody spada z 72 mN / m do 1512 mN / m.