Hver er munurinn á yfirborðsorku og yfirborðsorku?Þegar öllu er á botninn hvolft er þetta eingöngu merkingarfræðileg spurning.Yfirborðslaus orka er frjáls orka í tilteknu rými (efnisyfirborð).Í hreinasta skilningi varmafræðinnar vísar frjáls orka til þeirrar orku sem hægt er að nota til að vinna, valda áhrifum og láta eitthvað gerast.Yfirborðsfrjálsa orkan er tengd þeirri orku sem hægt er að gera á yfirborði efnisins.
Fyrir framleiðendur og alla sem taka þátt í viðloðun, hreinsun, líming, húðun, blek og málningu, þéttingu eða hvaða önnur aðferð sem felur í sér samspil yfirborðs við önnur yfirborð eða umhverfi þeirra, er yfirborðslaus orka venjulega stytt í aðeins yfirborðsorka.
Yfirborð eru mikilvæg fyrir alla ferlana sem taldir eru upp hér að ofan og jafnvel þótt þeir hafi bein áhrif á frammistöðu vöruframleiðenda í öllum atvinnugreinum eru þeir oft ekki mældir og því ekki stjórnað.
Að stjórna yfirborði í framleiðslu vísar til að stjórna yfirborðsorku efnanna sem notuð eru.
Yfirborðið er samsett úr sameindum sem hafa efnafræðilega víxlverkun sín á milli og sameindunum sem mynda yfirborð annarra efna sem þær komast í snertingu við.Til þess að breyta yfirborðsorkunni verður að skilja að hægt er að fjarlægja þessar sameindir með hreinsun og meðhöndlun, skipta um eða meðhöndla á annan hátt til að framleiða mismunandi magn yfirborðsorku og ná tilætluðum árangri.Til þess að stjórna yfirborðsorkunni verður að mæla hana í öllu ferlinu við að breyta yfirborðsefnafræðinni til að ákvarða hvenær og hversu mikið.Þannig er hægt að fá nákvæmt magn af nauðsynlegri yfirborðsorku á viðeigandi tíma meðan á viðloðuninni eða hreinsunarferlinu stendur.
Til að skilja hvernig sameindir vinna verkið við að byggja upp sterk tengsl og efnafræðilega hreinsa yfirborð, þurfum við að skilja aðdráttaraflið sem dregur sameindirnar saman og myndar heildar ókeypis orku tiltæka yfirborðsins.
Þegar við tölum um orku yfirborðsins erum við að tala um getu þess yfirborðs til að vinna vinnu.Bókstaflega er þetta hæfileiki yfirborðsins til að hreyfa sameindir - þessi hreyfing krefst orku.Það er mikilvægt að muna að yfirborð og sameindir sem mynda yfirborðið eru eins.Án sameinda er ekkert yfirborð.Ef það er engin orka geta þessar sameindir ekki lokið vinnu við að aðsoga á límið, þannig að það er engin tenging.
Þess vegna er vinna í beinu hlutfalli við orku.Meiri vinna krefst meiri orku.Þar að auki, ef þú hefur meiri orku, mun vinna þín aukast.Hæfni sameindar til að virka kemur frá aðdráttarafl hennar að öðrum sameindum.Þessir aðdráttarkraftar koma frá nokkrum mismunandi leiðum sem sameindir hafa samskipti á.
Í grundvallaratriðum hafa sameindir víxlverkun vegna þess að þær hafa jákvætt og neikvætt hlaðnar sameindir og þær draga að sér gagnstæða hleðslu á milli sameindanna.Rafeindaský svífur um sameindina.Vegna þessara rafeinda á stöðugri hreyfingu hefur sameindin breytilega hleðslu í sameind af tilteknu svæði.Ef allar sameindir hafa einsleita hleðslu í kringum sig munu engar sameindir draga hver aðra að sér.Ímyndaðu þér tvær kúlulegur, hvert kúlulegur hefur jafna dreifingu rafeinda á yfirborði þess.Hvorugt mun laða að hvort annað vegna þess að þeir hafa báðir neikvæða hleðslu og enga jákvæða hleðslu er hægt að draga.
Sem betur fer, í hinum raunverulega heimi, eru þessi rafræn ský á stöðugri hreyfingu og það eru svæði með jákvæða eða neikvæða hleðslu hvenær sem er.Ef þú ert með tvær sameindir með tilviljunarkenndar hlaðnar rafeindir í kringum sig hvenær sem er, munu þær hafa smá aðdráttarafl á milli þeirra.Krafturinn sem myndast við handahófskennda endurdreifingu jákvæðra og neikvæða hleðslna í rafeindaskýinu í kringum sameindina er kallaður dreifingarkraftur.
Þessir kraftar eru mjög veikir.Burtséð frá uppbyggingu eða samsetningu sameindarinnar er dreifingarkraftur á milli allra sameinda, sem er beint andstæður skautkraftinum sem myndast við uppbyggingu sameindarinnar.
Dreifingarkrafturinn er til dæmis eini krafturinn sem er á milli köfnunarefnissameinda.Við stofuhita er köfnunarefni eins konar lofttegund, vegna þess að dreifikrafturinn er of veikur, hann getur ekki staðist varma titring, jafnvel við hóflegasta hitastig, og hann getur ekki haldið köfnunarefnissameindunum saman.Aðeins þegar við fjarlægjum nánast alla varmaorkuna með því að kæla hana niður fyrir -195°C verður köfnunarefnið fljótandi.Þegar varmaorkan hefur minnkað nægilega getur veikari dreifikrafturinn sigrast á varma titringnum og dregið köfnunarefnissameindirnar saman til að mynda vökva.
Ef við skoðum vatn er sameindastærð þess og massi svipaður og köfnunarefnis, en uppbygging og samsetning vatnssameinda er önnur en köfnunarefnis.Þar sem vatn er mjög skautuð sameind munu sameindirnar draga hver aðra mjög sterkt að sér og vatnið helst fljótandi þar til hitastig vatnsins fer yfir 100°C.Við þetta hitastig sigrar varmaorkan sameindina Með pólkraftunum haldið saman verður vatnið að gasi.
Lykilatriðið sem þarf að skilja er munurinn á styrk milli dreifingarkraftsins og skautakraftsins sem dregur sameindir að hvor annarri.Þegar við tölum um yfirborðsorkuna sem þessi aðdráttarkraftur framleiðir, vinsamlegast hafðu þetta í huga.
Dreifð yfirborðsorka er hluti af yfirborðsorkunni sem myndast við dreifingu rafeindaskýja í sameindum á yfirborði efnisins.Heildar yfirborðsorka er aðlaðandi tjáning á aðdráttarafl sameinda hver að annarri.Dreifð yfirborðsorka er hluti af heildarorkunni, jafnvel þótt hún sé veikir og sveiflukenndir þættir.
Fyrir mismunandi efni er dreifða yfirborðsorkan mismunandi.Mjög arómatískar fjölliður (eins og pólýstýren) hafa marga bensenhringi og tiltölulega stóra yfirborðsorkudreifandi hluti.Á sama hátt, vegna þess að þau innihalda mikinn fjölda heteróatóma (eins og klór), hefur PVC einnig tiltölulega stóran dreifðan yfirborðsorkuþátt í heildar yfirborðsorku þeirra.
Þess vegna fer hlutverk dreifingarorku í framleiðsluferlinu eftir efnum sem notuð eru.Hins vegar, þar sem dreifingarkrafturinn fer varla eftir tiltekinni sameindabyggingu, er leiðin til að stjórna þeim mjög takmörkuð.
Samspil dreifðrar rafeindabeygju sem byggir á þessum sveiflum er ekki eina leiðin fyrir sameindir til að hafa samskipti sín á milli.Vegna ákveðinna byggingareinkenna sem skapa aðra aðdráttarafl milli sameinda geta sameindir haft samskipti við aðrar sameindir.Það eru margar leiðir til að flokka þessa aðra krafta, svo sem sýru-basa víxlverkun, þar sem sameindir hafa samskipti með getu sinni til að taka við eða gefa rafeindir.
Sumar sameindir hafa byggingareiginleika sem framleiða varanlega tvípóla, sem þýðir að, auk handahófskennda dreifingar rafeinda í kringum sameindina, eru sumir hlutar sameindarinnar alltaf jákvæðari eða neikvæðari en aðrir.Þessar varanlegu tvípólar eru meira aðlaðandi en dreifandi víxlverkanir.
Vegna uppbyggingar þeirra hafa sumar sameindir varanlega hlaðin svæði sem eru annað hvort jákvætt eða neikvætt hlaðin.Polar yfirborðsorka er hluti af yfirborðsorku, sem stafar af aðdráttarafl þessara hleðslna milli sameinda.
Við getum auðveldlega einbeitt öllum ódreifandi víxlverkunum undir vernd skautvíxlverkana.
Dreifingareiginleikar sameindar eru fall af stærð sameindarinnar, sérstaklega hversu margar rafeindir og róteindir eru til staðar.Við höfum ekki mikla stjórn á fjölda rafeinda og róteinda, sem takmarkar getu okkar til að stjórna dreifingarhluta yfirborðsorku.
Hins vegar er skautahlutinn háður stöðu róteinda og rafeinda - lögun sameindarinnar.Við getum breytt dreifingu rafeinda og róteinda með meðferðaraðferðum eins og kórónumeðferð og plasmameðferð.Þetta er svipað og við getum breytt lögun blokkeleirs, en hann mun alltaf halda sömu gæðum.
Pólkraftar eru mjög mikilvægir vegna þess að þeir eru hluti af yfirborðsorkunni sem við stjórnum þegar við framkvæmum yfirborðsmeðferðir.Tvípól-tvípól aðdráttarafl er orsök sterkrar viðloðun á milli flestra líma, málningar og bleks og yfirborðs.Með hreinsun, logameðferð, kórónumeðferð, plasmameðferð eða hvers kyns annarri yfirborðsmeðferð getum við í grundvallaratriðum aukið skautahluta yfirborðsorku og þar með bætt viðloðun.
Með því að nota sömu hlið IPA þurrkunnar tvisvar á sama yfirborði er aðeins hægt að setja orkulítil efni á yfirborðið til að draga óviljandi úr skautahluta yfirborðsorkunnar.Að auki getur yfirborðið verið ofmeðhöndlað, sem gerir það að verkum að yfirborðsorka verður rokgjörn.Þegar yfirborðið er alls ekki framleitt mun skauthluti yfirborðsorkunnar einnig breytast.Hreint geymsluyfirborð laðar að sér sameindir í umhverfinu, þar á meðal umbúðaefni.Þetta breytir sameindalandslagi yfirborðsins og getur dregið úr yfirborðsorku.
Við getum varla stjórnað stærð dreifingarinnar.Þessir kraftar eru í grundvallaratriðum fastir og það er lítið gildi í því að reyna að breyta dreifikraftinum sem leið til að stjórna yfirborðsgæði til að ná áreiðanlegri viðloðun meðan á framleiðsluferlinu stendur.
Þegar við hönnum eða breytum yfirborðinu erum við að hanna eiginleika skauta hluta yfirborðsorkunnar.Þess vegna, ef við viljum þróa yfirborðsmeðferðarferli til að stjórna yfirborði efnisins, þá viljum við stjórna skautasamsetningu yfirborðsins.
Yfirborðslaus orka er summa allra einstakra krafta sem verka á milli sameinda.Það eru nokkrar formúlur fyrir yfirborðslausa orku.Ef við ákveðum að meðhöndla alla ódreifandi krafta sem póla krafta er útreikningur á lausri yfirborðsorku einfaldur.Formúlan er:
Við framleiðslu á áreiðanlegum vörum, yfirborðsmeðferð, hreinsun og undirbúningi er yfirborðsorkan sú sama og yfirborðsorkan.
Vegna framleiðslukrafna sem taka þátt í ýmsum ferlum, svo sem viðloðun árangur samskeytisins, rétta viðloðun bleksins á plastinu eða húðunarárangur "sjálfhreinsandi" húðarinnar á snjallsímaskjánum, veltur allt á stjórninni af yfirborðseiginleikum.Þess vegna er mjög mikilvægt að skilja yfirborðsorkuna sem afleiðing af framleiðsluhugmyndinni.
Yfirborðsorka kemur frá mismunandi leiðum sem sameindir draga hver aðra að sér.Pólu víxlverkanir milli sameinda eru mikilvægust fyrir viðloðun og hreinsunarferlið, vegna þess að þessar sameindavíxlverkanir eru þær sameindavíxlverkanir sem við getum stjórnað mest með yfirborðsmeðferð, slípun, slípun, hreinsun, þurrkun eða öðrum yfirborðsundirbúningsaðferðum.
Þekking á pólun og dreifingarsamsetningu og yfirborðsspennu er mjög mikilvæg fyrir þróun líms, bleks og húðunar.Hins vegar, fyrir vörur sem eru framleiddar með lími, bleki, málningu og húðun, þurfum við venjulega aðeins að borga eftirtekt til skauta hluta yfirborðsorkunnar, því það er einn sem hefur áhrif á framleiðsluferlið.
Mæling á heildaryfirborðsorku er tiltölulega flókið og villuhættulegt ferli.Hins vegar er snertihorn eins vökva eins og vatns nánast algjörlega ákvarðað af skauthluta yfirborðsorkunnar.Þess vegna, með því að mæla hornið sem myndast af hæð vatnsdropa á yfirborðinu, getum við vitað með ótrúlegri nákvæmni hvernig skauthluti yfirborðsorkunnar breytist.Almennt, því meiri yfirborðsorka, því minna er hornið sem stafar af því að vatnsdroparnir dragast að sér og dreifast eða bleyta.Lítil yfirborðsorka mun valda því að vatn perlur og minnkar í litlar loftbólur á yfirborðinu og myndar stærra snertihorn.Samkvæmni þessarar snertihornsmælingar tengist yfirborðsorku og þar með viðloðunafköstum, sem veitir framleiðendum áreiðanlega og endurtekanlega leið til að tryggja styrk vöru sinna.
Til að læra meira um að stjórna framleiðsluferlinu til að ná fyrirsjáanlegri árangri skaltu hlaða niður ókeypis rafbókinni okkar: Staðfestu fyrirsjáanlega viðloðun í framleiðslu í gegnum ferlið.Þessi rafbók er leiðarvísir þinn til að fylgjast með ferlum með því að nota forspárgreiningar, ferli sem útilokar allar getgátur um að viðhalda yfirborðsgæðum í gegnum tengingarferlið.
Pósttími: 29. mars 2021