Chất hoạt động bề mặt có vai trò đặc biệt trong hóa học mực

2019-08-02 09:45:16

Trong dung dịch, các phân tử chất hoạt động bề mặt di chuyển đến bề mặt dung môi, làm giảm sức căng bề mặt (nước hoặc dung môi khác). Các nhóm cực của chất hoạt động bề mặt được hướng trực tiếp vào bề mặt của chuỗi dung môi và hydrocarbon được kéo dài vào không khí. Sự phân bố này làm cho sự cân bằng lực bề mặt, và do đó sức căng bề mặt giảm. Sức căng bề mặt không đổi sau khi giảm đến nồng độ micelle quan trọng và các phân tử chất hoạt động bề mặt được phân phối trên bề mặt dung môi cho đến khi cấu trúc đơn lớp được hình thành. Sức căng bề mặt giúp thiết kế mực hiệu quả. Bởi vì quá trình phủ màu và các thông số này có mối quan hệ tuyệt vời. Nhiều khuyết tật trong lớp màu có thể được quy cho sức căng bề mặt.

Với sự phát triển của mực hòa tan trong nước, chất hoạt động bề mặt được coi là đóng vai trò đặc biệt trong hóa học mực. Mực gốc dung môi hữu cơ có ưu điểm là chất lượng in tốt, bề mặt in mịn, cường độ in vừa phải và cảm giác màu tổng thể mạnh mẽ, trong khi mực tan trong nước không có các đặc tính này. Đối với ma trận năng lượng bề mặt thấp, mực hòa tan trong nước sẽ gây ra vấn đề làm ướt.

Lý do chính là vì là thành phần chính của mực, nước tạo ra sức căng bề mặt cao, gần với sức căng bề mặt của nước 72 mN / m, trong khi sức căng bề mặt của ma trận viết thường là 35 mN / M ~ 40 mN / m . Chỉ khi sức căng bề mặt của mực nhỏ hơn ma trận viết, thì độ che phủ hiệu quả mới có thể được hình thành.

Việc sử dụng chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt của mực. Khi góc tiếp xúc giữa các giọt mực và giấy lớn hơn 140, có thể đạt được chất lượng in cao và sức căng bề mặt của mực càng thấp thì góc tiếp xúc càng lớn. Ngoài ra, sức căng bề mặt mực càng thấp, độ bao phủ toàn diện của ma trận viết có thể đạt được để cải thiện chất lượng viết và in. Tuy nhiên, rất khó để tạo thành những giọt mực đồng đều nhỏ với sức căng bề mặt quá thấp. Nói chung, sức căng bề mặt phải lớn hơn 35 mN / m.

Cấu trúc phân tử của chất hoạt động bề mặt lưỡng tính có các nhóm kỵ nước và ưa nước. Các tính chất liên quan đến sức căng bề mặt có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi cấu trúc của phần ưa nước của phân tử chất hoạt động bề mặt. Ví dụ, polymethylsiloxane (nhựa silicon) có tác dụng ứng dụng tốt. Hoạt động bề mặt độc đáo của dầu nhựa silicon là do sự che chắn của các nhóm Si - O kỵ nước bởi các nhóm methyl ưa nước. Fluoroalkyl có thể làm giảm thêm sức căng bề mặt, các nguyên tử flo có bán kính cộng hóa trị thích hợp để che chắn các chuỗi carbon khỏi không gian và hiếm khi fluoroalkyl tương tác với các nhóm khác. Các chất hoạt động bề mặt fluoride có thể được nhìn thấy từ ví dụ của axit perfluorooctanoic [n-C7F15COOH]. Khi tỷ lệ khối lượng của axit perfluorooctanoic là 0,01%, sức căng bề mặt của nước giảm từ 72 mN / m xuống 1512 mN / m.