Səthi sərbəst enerji ilə səth enerjisi arasındakı fərq nədir?Son təhlildə bu, sırf semantik sualdır.Sərbəst səth enerjisi müəyyən bir məkanda (material səthində) sərbəst enerjidir.Termodinamikanın ən təmiz mənasında sərbəst enerji işləmək, təsirlər yaratmaq və bir şeyin baş verməsi üçün istifadə edilə bilən enerjiyə aiddir.Səthin sərbəst enerjisi materialın səthində edilə bilən enerji ilə bağlıdır.
İstehsalçılar və yapışma, təmizləmə, yapışdırma, örtüklər, mürəkkəblər və boya formulaları, möhürləmə və ya səthlərin digər səthlər və ya onların ətraf mühiti ilə qarşılıqlı əlaqəsini əhatə edən hər hansı digər prosesdə iştirak edən hər kəs üçün səthin sərbəst enerjisi adətən yalnız Səth enerjisinə qədər qısaldılır.
Səthlər yuxarıda sadalanan bütün proseslər üçün kritik əhəmiyyətə malikdir və hətta bütün sənayelərdə məhsul istehsalçılarının fəaliyyətinə birbaşa təsir göstərsələr də, çox vaxt ölçülmür və buna görə də nəzarət edilmir.
İstehsalda səthə nəzarət istifadə olunan materialların səth enerjisinə nəzarət etmək deməkdir.
Səth bir-biri ilə kimyəvi qarşılıqlı əlaqədə olan molekullardan və onların təmasda olduqları digər materialların səthini təşkil edən molekullardan ibarətdir.Səth enerjisini dəyişdirmək üçün başa düşülməlidir ki, bu molekullar təmizlənmə və müalicə ilə çıxarıla, dəyişdirilə və ya müxtəlif səviyyələrdə səth enerjisi istehsal etmək və istənilən nəticələrə nail olmaq üçün başqa şəkildə manipulyasiya edilə bilər.Səth enerjisini idarə etmək üçün, nə vaxt və nə qədər olduğunu müəyyən etmək üçün səth kimyasının dəyişdirilməsi prosesi boyunca ölçülməlidir.Bu şəkildə, yapışma və ya təmizləmə prosesi zamanı lazımi səth enerjisinin dəqiq miqdarı uyğun vaxtda əldə edilə bilər.
Molekulların güclü bağlar qurmaq və səthləri kimyəvi təmizləmə işini necə yerinə yetirdiyini anlamaq üçün molekulları bir-birinə çəkən və mövcud səthin ümumi sərbəst enerjisini təşkil edən cazibəni başa düşməliyik.
Səthin enerjisindən danışarkən, həmin səthin iş görmək qabiliyyətindən danışırıq.Sözün əsl mənasında, bu, səthin molekulları hərəkət etdirmə qabiliyyətidir - bu hərəkət enerji tələb edir.Bir səthin və səthi təşkil edən molekulların eyni olduğunu xatırlamaq vacibdir.Molekullar olmadan səth yoxdur.Enerji yoxdursa, bu molekullar yapışqan üzərində adsorbsiya işini tamamlaya bilməz, buna görə də heç bir əlaqə yoxdur.
Buna görə iş enerji ilə düz mütənasibdir.Daha çox iş daha çox enerji tələb edir.Üstəlik, daha çox enerjiniz varsa, işiniz artacaq.Molekulun fəaliyyət qabiliyyəti onun digər molekullara cəlb edilməsindən irəli gəlir.Bu cəlbedici qüvvələr molekulların qarşılıqlı təsir göstərdiyi bir neçə fərqli yoldan irəli gəlir.
Prinsipcə, molekullar müsbət və mənfi yüklü molekullara malik olduqları üçün qarşılıqlı əlaqədə olurlar və molekullar arasında əks yükləri çəkirlər.Elektron buludu molekulun ətrafında dolaşır.Daim hərəkət edən bu elektronlar sayəsində molekul müəyyən bir ərazidəki molekulda dəyişən yükə malikdir.Əgər bütün molekulların ətrafında vahid yük varsa, heç bir molekul bir-birini çəkməyəcək.İki bilyalı rulmanı təsəvvür edin, hər bir bilyalı rulman səthində elektronların vahid paylanmasına malikdir.Heç biri bir-birini cəlb etməyəcək, çünki hər ikisinin mənfi yükü var və heç bir müsbət yük cəlb edilə bilməz.
Xoşbəxtlikdən, real dünyada bu elektron buludlar daimi hərəkətdədir və hər an müsbət və ya mənfi yüklü sahələr var.Əgər hər hansı bir zamanda ətrafında təsadüfi yüklü elektronları olan iki molekulunuz varsa, onlar arasında bir az cazibə olacaq.Molekulun ətrafındakı elektron buludunda müsbət və mənfi yüklərin təsadüfi yenidən bölüşdürülməsi nəticəsində yaranan qüvvəyə dispersiya qüvvəsi deyilir.
Bu qüvvələr çox zəifdir.Molekulun strukturundan və ya tərkibindən asılı olmayaraq, bütün molekullar arasında molekulun strukturunun yaratdığı qütb qüvvəsinin birbaşa əksi olan dispersiya qüvvəsi mövcuddur.
Məsələn, dispersiya qüvvəsi azot molekulları arasında mövcud olan yeganə qüvvədir.Otaq temperaturunda azot bir növ qazdır, çünki dispersiya qüvvəsi çox zəifdir, ən orta temperaturda belə termal vibrasiyaya müqavimət göstərə bilməz və azot molekullarını bir yerdə saxlaya bilməz.Yalnız demək olar ki, bütün istilik enerjisini -195 ° C-dən aşağı soyuduqda çıxardıqda azot maye olur.İstilik enerjisi kifayət qədər azaldıqdan sonra daha zəif dispersiya qüvvəsi termal vibrasiyaya qalib gələ və azot molekullarını bir yerə çəkərək maye əmələ gətirə bilər.
Suya baxsaq, onun molekulyar ölçüsü və kütləsi azotunkinə bənzəyir, lakin su molekullarının quruluşu və tərkibi azotunkundan fərqlidir.Su çox qütblü bir molekul olduğundan, molekullar bir-birini çox güclü şəkildə çəkəcək və suyun temperaturu 100°C-dən yuxarı qalxana qədər su maye qalacaq.Bu temperaturda istilik enerjisi molekulu aşır Qütb qüvvələrin bir yerdə tutulması ilə su qaza çevrilir.
Anlamaq lazım olan əsas məqam, dispersiya qüvvəsi ilə molekulları bir-birinə cəlb edən qütb qüvvəsi arasındakı güc fərqidir.Bu cəlbedici qüvvələrin yaratdığı səth enerjisi haqqında danışarkən, lütfən bunu nəzərə alın.
Dispers səth enerjisi, materialın səthində molekullarda elektron buludlarının dağılması nəticəsində yaranan səth enerjisinin bir hissəsidir.Ümumi səth enerjisi molekulların bir-birinə cazibəsinin cəlbedici ifadəsidir.Dağılmış səth enerjiləri zəif və dəyişkən komponentlər olsa belə, ümumi enerjinin bir hissəsidir.
Müxtəlif materiallar üçün dispers səth enerjisi fərqlidir.Yüksək aromatik polimerlər (məsələn, polistirol) çoxlu benzol halqalarına və nisbətən böyük səth enerjisini dağıtan komponentlərə malikdir.Eynilə, onların tərkibində çoxlu sayda heteroatom (məsələn, xlor) olduğu üçün PVC-nin ümumi səth enerjisində nisbətən böyük dispers səth enerjisi komponenti də vardır.
Buna görə də istehsal prosesində dispersiya enerjisinin rolu istifadə olunan materiallardan asılıdır.Bununla belə, dispersiya qüvvəsi xüsusi molekulyar quruluşdan çətin asılı olmadığı üçün onları idarə etmək yolu çox məhduddur.
Bu dalğalanmalara əsaslanan səpələnmiş elektron əyilmələrinin qarşılıqlı təsiri molekulların bir-biri ilə qarşılıqlı təsirinin yeganə yolu deyil.Molekullar arasında başqa cəlbedici qüvvələr yaradan müəyyən struktur xüsusiyyətlərinə görə molekullar digər molekullarla qarşılıqlı əlaqədə ola bilər.Bu digər qüvvələri təsnif etməyin bir çox yolu var, məsələn, molekulların elektron qəbul etmək və ya vermək qabiliyyəti ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu turşu-əsas qarşılıqlı təsirləri.
Bəzi molekullar daimi dipollar əmələ gətirən struktur xüsusiyyətlərə malikdir, yəni molekulun ətrafında elektronların təsadüfi dağılmasından əlavə, molekulun bəzi hissələri həmişə digərlərindən daha müsbət və ya mənfi olur.Bu daimi dipollar dispersiv qarşılıqlı təsirlərdən daha cəlbedicidir.
Quruluşlarına görə bəzi molekulların müsbət və ya mənfi yüklü daimi yüklü bölgələri var.Qütb səth enerjisi molekullar arasında bu yüklərin cəlb edilməsi nəticəsində yaranan səth enerjisinin tərkib hissəsidir.
Qütb qarşılıqlı təsirlərin mühafizəsi altında bütün qeyri-dispersiv qarşılıqlı əlaqələri asanlıqla cəmləyə bilərik.
Molekulun dispersiya xassələri molekulun ölçüsündən, xüsusən də neçə elektron və protonun mövcudluğundan asılıdır.Elektronların və protonların sayına çox nəzarətimiz yoxdur, bu da səth enerjisinin dispersiya komponentini idarə etmək qabiliyyətimizi məhdudlaşdırır.
Bununla belə, qütb komponenti protonların və elektronların mövqeyindən asılıdır - molekulun forması.Korona müalicəsi və plazma müalicəsi kimi müalicə üsulları vasitəsilə elektronların və protonların paylanmasını dəyişə bilərik.Bu, blok gilinin formasını necə dəyişdirə biləcəyimizə bənzəyir, lakin həmişə eyni keyfiyyəti qoruyacaq.
Qütb qüvvələri çox vacibdir, çünki onlar səthi müalicəni həyata keçirərkən nəzarət etdiyimiz səth enerjisinin bir hissəsidir.Dipol-dipol cazibəsi əksər yapışdırıcılar, boyalar və mürəkkəblər və səthlər arasında güclü yapışmanın səbəbidir.Təmizləmə, alovla müalicə, korona müalicəsi, plazma ilə müalicə və ya səthin hər hansı digər formaları vasitəsilə biz səth enerjisinin qütb komponentini əsaslı şəkildə artıra və bununla da yapışmanı yaxşılaşdıra bilərik.
IPA salfetinin eyni tərəfini eyni səthdə iki dəfə istifadə edərək, səth enerjisinin qütb komponentini istəmədən azaltmaq üçün səthə yalnız aşağı enerjili maddələr daxil edilə bilər.Bundan əlavə, səth həddindən artıq işlənmiş ola bilər, bu da səth enerjisini uçurur və azaldır.Səth ümumiyyətlə istehsal edilmədikdə, səth enerjisinin qütb komponenti də dəyişəcəkdir.Təmiz saxlama səthi ətraf mühitdəki molekulları, o cümlədən qablaşdırma materiallarını cəlb edir.Bu, səthin molekulyar mənzərəsini dəyişir və səth enerjisini azalda bilər.
Biz dispersiyanın ölçüsünü çətinliklə idarə edə bilirik.Bu qüvvələr əsasən sabitdir və istehsal prosesi zamanı etibarlı yapışmaya nail olmaq üçün səthin keyfiyyətinə nəzarət vasitəsi kimi dispersiya qüvvəsini dəyişdirməyə çalışmağın dəyəri azdır.
Səthi dizayn edərkən və ya dəyişdirərkən, biz səth enerjisinin qütb komponentinin xüsusiyyətlərini layihələndiririk.Buna görə də, materialın səthinə nəzarət etmək üçün səthin təmizlənməsi prosesini inkişaf etdirmək istəyiriksə, onda səthin qütb tərkibinə nəzarət etmək istəyirik.
Səthin sərbəst enerjisi molekullar arasında hərəkət edən bütün fərdi qüvvələrin cəmidir.Səthi sərbəst enerji üçün bəzi düsturlar var.Bütün dağılmayan qüvvələri qütb qüvvəsi kimi qəbul etsək, səthin sərbəst enerjisinin hesablanması sadədir.Formula belədir:
Etibarlı məhsulların istehsalında, səthin təmizlənməsi, təmizlənməsi və hazırlanmasında səthin sərbəst enerjisi səth enerjisi ilə eynidir.
Müxtəlif proseslərdə, məsələn, birləşmənin yapışma qabiliyyəti, mürəkkəbin plastikə düzgün yapışması və ya smartfon ekranında "özünü təmizləyən" örtüyün örtük performansı kimi istehsal tələblərinə görə, hamısı nəzarətdən asılıdır. səth xüsusiyyətləri.Buna görə də, istehsal konsepsiyasının nəticəsi olaraq səth enerjisini başa düşmək çox vacibdir.
Səth enerjisi molekulların bir-birini cəlb etməsinin müxtəlif yollarından gəlir.Molekullar arasındakı qütb qarşılıqlı təsirləri yapışma və təmizləmə prosesi üçün ən vacibdir, çünki bu molekulyar səviyyəli qarşılıqlı təsirlər səthi təmizləmə, üyütmə, zımpara, təmizləmə, silmə və ya hər hansı digər səth hazırlama üsulları ilə ən çox idarə edə biləcəyimiz molekulyar qarşılıqlı təsirlərdir.
Polarite və dispersiya tərkibi və səthi gərginlik haqqında biliklər yapışdırıcıların, mürəkkəblərin və örtüklərin hazırlanması üçün çox vacibdir.Bununla belə, yapışqanlar, mürəkkəblər, boyalar və örtüklərdən istifadə edərək istehsal olunan məhsullar üçün biz adətən yalnız səth enerjisinin qütb komponentinə diqqət yetirməliyik, çünki bu, istehsal prosesindən təsirlənir.
Səthin ümumi enerjisinin ölçülməsi nisbətən mürəkkəb və xətaya meylli bir prosesdir.Bununla belə, su kimi tək bir mayenin təmas bucağı demək olar ki, tamamilə səth enerjisinin qütb komponenti ilə müəyyən edilir.Buna görə də, səthdə bir damla su hündürlüyünün yaratdığı bucağı ölçməklə, səth enerjisinin qütb komponentinin necə dəyişdiyini heyrətamiz dəqiqliklə bilə bilərik.Ümumiyyətlə, səth enerjisi nə qədər yüksək olsa, su damcılarının bu qədər cəlb edilməsi və yayılması və ya islanmasının yaratdığı bucaq bir o qədər kiçik olur.Aşağı səth enerjisi suyun səthdə kiçik baloncuklara çevrilməsinə və daha böyük təmas bucağı meydana gətirməsinə səbəb olacaq.Bu təmas bucağının ölçülməsinin ardıcıllığı səth enerjisi və buna görə də istehsalçılara məhsullarının möhkəmliyini təmin etmək üçün etibarlı və təkrarlanan üsulla təmin edən yapışma performansı ilə bağlıdır.
Daha çox proqnozlaşdırıla bilən nəticələr əldə etmək üçün istehsal prosesinə nəzarət etmək haqqında daha çox öyrənmək üçün pulsuz e-kitabımızı endirin: Proses vasitəsilə istehsalda proqnozlaşdırıla bilən yapışmanı yoxlayın.Bu e-kitab, proqnozlaşdırıcı analitikadan istifadə edərək prosesin monitorinqi üçün bələdçinizdir, bu, bağlama prosesi boyunca səthin keyfiyyətinin qorunması ilə bağlı bütün ehtimalları aradan qaldıran bir prosesdir.
Göndərmə vaxtı: 29 mart 2021-ci il