Wat is it ferskil tusken oerflak frije enerzjy en oerflak enerzjy?Yn 'e lêste analyze is dit in suver semantyske fraach.Oerflakfrije enerzjy is de frije enerzjy yn in spesifike romte (materiaal oerflak).Yn 'e suverste betsjutting fan termodynamika ferwiist frije enerzjy nei de enerzjy dy't brûkt wurde kin om te wurkjen, effekten te feroarsaakjen en wat te meitsjen.De oerflakfrije enerzjy is besibbe oan de enerzjy dy't dien wurde kin op it oerflak fan it materiaal.
Foar fabrikanten en elkenien belutsen by adhesion, skjinmeitsjen, bonding, coatings, inkt en ferve formulearringen, sealing, of hokker oar proses wêrby't de ynteraksje fan oerflakken mei oare oerflakken of harren omjouwing, it oerflak frije enerzjy wurdt meastal ynkoarte ta gewoan Surface enerzjy.
Oerflakken binne kritysk foar alle hjirboppe neamde prosessen, en sels as se in direkte ynfloed hawwe op 'e prestaasjes fan produktfabrikanten yn alle yndustry, wurde se faak net mjitten en dus net kontroleare.
It kontrolearjen fan it oerflak yn 'e fabrikaazje ferwiist nei it kontrolearjen fan' e oerflakenerzjy fan 'e brûkte materialen.
It oerflak is gearstald út molekulen dy't chemysk mei-inoar omgean en de molekulen dy't it oerflak meitsje fan oare materialen dêr't se mei yn kontakt komme.Om de oerflakenerzjy te feroarjen, moat it wurde begrepen dat dy molekulen kinne wurde fuorthelle troch skjinmeitsjen en behanneling, ferfongen of oars manipulearre om ferskate nivo's fan oerflak enerzjy te produsearjen en de winske resultaten te berikken.Om de oerflakenerzjy te kontrolearjen, moat it troch it proses fan it feroarjen fan 'e oerflakchemie wurde mjitten om te bepalen wannear en mei hoefolle.Op dizze manier kin de krekte hoemannichte needsaaklike oerflakenerzjy wurde krigen op 'e passende tiid tidens it adhesion- of skjinmeitsjenproses.
Om te begripen hoe't molekulen it wurk dogge fan it bouwen fan sterke obligaasjes en chemysk skjinmeitsjen fan oerflakken, moatte wy de attraksje begripe dy't de molekulen byinoar lûkt en de totale frije enerzjy fan it beskikbere oerflak foarmet.
As wy prate oer de enerzjy fan it oerflak, hawwe wy it oer it fermogen fan dat oerflak om wurk te dwaan.Letterlik is dit it fermogen fan it oerflak om molekulen te bewegen - dizze beweging fereasket enerzjy.It is wichtich om te betinken dat in oerflak en de molekulen dy't it oerflak foarmje itselde binne.Sûnder molekulen is der gjin oerflak.As d'r gjin enerzjy is, kinne dizze molekulen it wurk fan adsorbearjen op 'e adhesive net foltôgje, dus d'r is gjin bonding.
Dêrom is wurk direkt evenredich mei enerzjy.Mear wurk freget mear enerzjy.Boppedat, as jo mear enerzjy hawwe, sil jo wurk ferheegje.It fermogen fan in molekule om te funksjonearjen komt fan har oanlûking nei oare molekulen.Dizze oantreklike krêften komme út ferskate ferskillende manieren wêrop molekulen ynteraksje.
Yn prinsipe ynteraksje molekulen om't se posityf en negatyf opladen molekulen hawwe, en se lûke tsjinoerstelde ladingen tusken de molekulen oan.In wolk fan elektroanen driuwt om it molekule hinne.Troch dizze konstant bewegende elektroanen hat it molekule in fariabele lading yn in molekule fan in bepaald gebiet.As alle molekulen in unifoarme lading om har hinne hawwe, sille gjin molekulen inoar oanlûke.Stel jo twa kogellagers foar, elk kogellager hat in unifoarme ferdieling fan elektroanen op har oerflak.Beide sille inoar oanlûke, om't se beide in negative lading hawwe en gjin positive lading kin wurde oanlutsen.
Gelokkich, yn 'e echte wrâld binne dizze elektroanyske wolken yn konstante beweging, en d'r binne gebieten mei positive of negative ladingen op elk momint.As jo op elk momint twa molekulen hawwe mei willekeurich opladen elektroanen om har hinne, sille se in bytsje attraksje hawwe tusken har.De krêft opwekt troch de willekeurige werferdieling fan positive en negative ladingen yn 'e elektroanenwolk om it molekule wurdt de dispersjonskrêft neamd.
Dizze krêften binne tige swak.Nettsjinsteande de struktuer of gearstalling fan it molekule, is der in dispersjonskrêft tusken alle molekulen, dy't direkt tsjinoer de poalkrêft generearre troch de struktuer fan 'e molekule.
Bygelyks, de dispersion krêft is de ienige krêft dy't bestiet tusken stikstof molekulen.By keamertemperatuer is stikstof in soarte fan gas, om't de ferspriedende krêft te swak is, it kin sels by de meast matige temperatuer gjin termyske trilling tsjinhâlde, en it kin de stikstofmolekulen net byinoar hâlde.Pas as wy hast alle waarmte-enerzjy fuorthelje troch it ôf te koelen nei ûnder -195°C, wurdt de stikstof floeiber.Sadree't de termyske enerzjy is genôch fermindere, de swakkere dispersion krêft kin oerwinne de termyske trilling en lûke de stikstof molekulen byinoar te foarmjen in floeistof.
As wy sjogge nei wetter, syn molekulêre grutte en massa binne fergelykber mei dy fan stikstof, mar de struktuer en gearstalling fan wetter molekulen binne oars as dy fan stikstof.Om't wetter in tige poal molekule is, sille de molekulen inoar tige sterk oanlûke, en bliuwt it wetter flüssich oant de temperatuer fan it wetter boppe de 100 °C komt.By dizze temperatuer oerwint de waarmte-enerzjy de molekulêre Mei de poalkrêften byinoar hâlden wurdt it wetter in gas.
It wichtichste punt om te begripen is it ferskil yn sterkte tusken de dispersjonskrêft en de poalkrêft dy't molekulen nei elkoar lûkt.As wy prate oer de oerflak enerzjy produsearre troch dizze oantreklike krêften, hâld dit dan yn gedachten.
Ferspraat oerflak enerzjy is in part fan de oerflak enerzjy, dy't wurdt generearre troch de fersprieding fan elektroanen wolken yn molekulen op it oerflak fan it materiaal.De totale oerflak-enerzjy is in oantreklike útdrukking fan 'e oanlûking fan molekulen nei elkoar.Ferspraat oerflak-enerzjyen binne diel fan 'e totale enerzjy, sels as se swakke en fluktuearjende komponinten binne.
Foar ferskate materialen is de ferspraat oerflak enerzjy oars.Heech aromaatyske polymeren (lykas polystyrene) hawwe in protte benzeenringen en relatyf grutte oerflak-enerzjy-ferspriedende komponinten.Lykas, om't se in grut oantal heteroatomen befetsje (lykas chloor), hat PVC ek in relatyf grutte ferspraat oerflak-enerzjykomponint yn har totale oerflak-enerzjy.
Dêrom hinget de rol fan dispersion-enerzjy yn it produksjeproses ôf fan 'e brûkte materialen.Om't de dispersjonskrêft lykwols amper hinget fan 'e spesifike molekulêre struktuer, is de manier om se te kontrolearjen tige beheind.
De ynteraksje fan fersprate elektroanenôfwiking basearre op dizze fluktuaasjes is net de ienige manier foar molekulen om mei-inoar te ynteraksje.Troch bepaalde strukturele funksjes dy't oare oantreklike krêften meitsje tusken molekulen, kinne molekulen ynteraksje mei oare molekulen.D'r binne in protte manieren om dizze oare krêften te klassifisearjen, lykas soer-base-ynteraksjes, wêrby't molekulen ynteraksje troch har fermogen om elektroanen te akseptearjen of te donearjen.
Guon molekulen hawwe strukturele eigenskippen dy't permaninte dipolen produsearje, wat betsjut dat, neist de willekeurige fersprieding fan elektroanen om 'e molekule, guon dielen fan 'e molekule altyd posityf of negatyf binne as oaren.Dizze permaninte dipolen binne oantrekliker dan dispersive ynteraksjes.
Troch har struktuer hawwe guon molekulen permanint opladen regio's dy't posityf of negatyf opladen binne.Polar oerflak enerzjy is in komponint fan oerflak enerzjy, dat wurdt feroarsake troch it oanlûken fan dizze ladingen tusken molekulen.
Wy kinne alle net-dispersive ynteraksjes maklik konsintrearje ûnder de beskerming fan polêre ynteraksjes.
De dispersjonseigenskippen fan in molekule binne in funksje fan de grutte fan it molekule, benammen hoefolle elektroanen en protoanen der binne.Wy hawwe net folle kontrôle oer it oantal elektroanen en protoanen, wat ús fermogen beheint om de dispersjonskomponint fan oerflakenerzjy te kontrolearjen.
De polêre komponint hinget lykwols ôf fan 'e posysje fan protoanen en elektroanen - de foarm fan it molekule.Wy kinne de ferdieling fan elektroanen en protoanen feroarje fia behannelingmetoaden lykas corona-behanneling en plasma-behanneling.Dit is gelyk oan hoe't wy kinne feroarje de foarm fan blok klaai, mar it sil altyd behâlde deselde kwaliteit.
Polêre krêften binne heul wichtich, om't se diel útmeitsje fan 'e oerflakenerzjy dy't wy kontrolearje as wy oerflakbehannelingen útfiere.Dipoal-dipoal-attraksje is de oarsaak fan sterke adhesion tusken de measte kleefstoffen, ferven en inket en oerflakken.Troch skjinmeitsjen, flammebehanneling, korona-behanneling, plasma-behanneling of elke oare foarm fan oerflakbehanneling kinne wy de poalkomponint fan oerflak-enerzjy fûneminteel fergrutsje, en dêrmei de adhesion ferbetterje.
Troch twa kear deselde kant fan 'e IPA-wipe op itselde oerflak te brûken, kinne allinich lege enerzjystoffen op it oerflak ynfierd wurde om de poalkomponint fan' e oerflakenerzjy ûnbedoeld te ferminderjen.Dêrnjonken kin it oerflak oerbehannele wurde, wat oerflakenerzjy ferdampt en ferminderet.As it oerflak hielendal net produsearre wurdt, sil de poalkomponint fan 'e oerflakenerzjy ek feroarje.In skjin opslachflak lûkt molekulen yn 'e omjouwing, ynklusyf ferpakkingsmaterialen.Dit feroaret it molekulêre lânskip fan it oerflak en kin de oerflakenerzjy ferminderje.
Wy kinne de grutte fan 'e dispersje amper kontrolearje.Dizze krêften binne yn prinsipe fêst, en d'r is net folle wearde yn it besykjen om de ferspriedingskrêft te feroarjen as in middel om de oerflakkwaliteit te kontrolearjen om betroubere adhesion te berikken tidens it fabrikaazjeproses.
As wy it oerflak ûntwerpe of wizigje, ûntwerpe wy de eigenskippen fan 'e polêre komponint fan' e oerflakenerzjy.Dêrom, as wy in oerflakbehannelingsproses ûntwikkelje wolle om it oerflak fan it materiaal te kontrolearjen, dan wolle wy de polêre gearstalling fan it oerflak kontrolearje.
Oerflakfrije enerzjy is de som fan alle yndividuele krêften dy't wurkje tusken molekulen.D'r binne inkele formules foar oerflakfrije enerzjy.As wy beslute om alle net-dispersive krêften as poalkrêften te behanneljen, is de berekkening fan oerflakfrije enerzjy ienfâldich.De formule is:
By it meitsjen fan betroubere produkten, oerflakbehanneling, skjinmeitsjen en tarieding is de oerflakfrije enerzjy itselde as de oerflakenerzjy.
Troch de produksjeeasken belutsen by ferskate prosessen, lykas de adhesion-prestaasjes fan 'e mienskip, de goede adhesion fan' e inket op 'e plestik of de coatingprestaasjes fan' e "selsreinigjende" coating op it smartphone-skerm, binne allegear ôfhinklik fan 'e kontrôle fan de oerflak eigenskippen.Dêrom is it heul wichtich om de oerflakenerzjy te begripen as gefolch fan it fabrikaazjekonsept.
Oerflak-enerzjy komt fan 'e ferskillende wizen wêrop molekulen inoar oanlûke.De polêre ynteraksjes tusken molekulen binne it wichtichste foar it adhesion- en skjinmeitsjenproses, om't dizze ynteraksjes op molekulêr nivo de molekulêre ynteraksjes binne dy't wy it meast kinne kontrolearje fia oerflakbehanneling, slypjen, skuorjen, skjinmeitsjen, wipe of elke oare metoade foar tarieding fan oerflakken.
Kennis fan polariteit en dispersion gearstalling en oerflak spanning is tige wichtich foar de ûntwikkeling fan kleefstoffen, inkets en coatings.Foar produkten produsearre mei kleefstoffen, inket, ferve en coating, hoege wy normaal allinich omtinken te jaan oan 'e polêre komponint fan' e oerflakenerzjy, om't it ien is dy't wurdt beynfloede troch it produksjeproses.
It mjitten fan totale oerflak-enerzjy is in relatyf kompleks en flaterbestindich proses.Lykwols, de kontakt hoeke fan in inkele floeistof lykas wetter wurdt hast hielendal bepaald troch de poal komponint fan it oerflak enerzjy.Dêrom, troch it mjitten fan 'e hoeke produsearre troch de hichte fan in drip wetter op it oerflak, kinne wy mei geweldige krektens witte hoe't de poalkomponint fan' e oerflakenerzjy feroaret.Algemien, hoe heger de oerflak enerzjy, hoe lytser de hoeke feroarsake troch de wetterdruppels wurde sa oanlutsen en fersprieden of wietting.Lege oerflak enerzjy sil feroarsaakje wetter te bead en krimp yn lytse bubbels op it oerflak, it foarmjen fan in gruttere kontakt hoek.De konsistinsje fan dizze mjitting fan kontakthoeken is relatearre oan oerflakenerzjy en dus oan adhesion-prestaasjes, dy't fabrikanten in betroubere en werhelle manier leveret om de sterkte fan har produkten te garandearjen.
Om mear te learen oer it kontrolearjen fan it fabrikaazjeproses om mear foarsisbere resultaten te berikken, download ús fergese e-boek: Ferifiearje foarsisbere adhesion yn fabrikaazje troch it proses.Dit e-boek is jo hantlieding foar prosesmonitoring mei foarsizzende analytiken, in proses dat alle gissingen elimineert oer it behâld fan oerflakkwaliteit yn it heule bondingsproses.
Post tiid: Mar-29-2021