угаона перла

Која је разлика између површинске слободне енергије и површинске енергије?На крају крајева, ово је чисто семантичко питање.Површинска слободна енергија је слободна енергија у одређеном простору (материјална површина).У најчистијем смислу термодинамике, слободна енергија се односи на енергију која се може користити за рад, изазивање ефеката и стварање нечега.Површинска слободна енергија је повезана са енергијом која се може извршити на површини материјала.
За произвођаче и све који су укључени у адхезију, чишћење, лепљење, премазе, мастила и формулације боја, заптивање или било који други процес који укључује интеракцију површина са другим површинама или њиховом околином, слободна енергија површине се обично скраћује на само Површинску енергију.
Површине су критичне за све горе наведене процесе, па чак и ако имају директан утицај на перформансе произвођача производа у свим индустријама, често се не мере и стога не контролишу.
Контрола површине у производњи се односи на контролу површинске енергије коришћених материјала.
Површина је састављена од молекула који хемијски интерагују једни са другима и молекула који чине површину других материјала са којима долазе у контакт.Да би се променила површинска енергија, мора се разумети да се ти молекули могу уклонити чишћењем и третманом, заменити или на други начин манипулисати да би произвели различите нивое површинске енергије и постигли жељене резултате.Да би се контролисала површинска енергија, она се мора мерити током процеса промене хемије површине да би се одредило када и колико.На овај начин се може добити прецизна количина потребне површинске енергије у одговарајуће време током процеса лепљења или чишћења.
Да бисмо разумели како молекули обављају посао изградње јаких веза и хемијског чишћења површина, морамо разумети привлачност која спаја молекуле и чини укупну слободну енергију доступне површине.
Када говоримо о енергији површине, говоримо о способности те површине да врши рад.Буквално, ово је способност површине да помера молекуле - ово кретање захтева енергију.Важно је запамтити да су површина и молекули који чине површину исти.Без молекула нема површине.Ако нема енергије, ови молекули не могу да заврше рад адсорбовања на лепку, тако да нема везивања.
Дакле, рад је директно пропорционалан енергији.Више посла захтева више енергије.Штавише, ако имате више енергије, ваш рад ће се повећати.Способност молекула да функционише потиче од његове привлачности према другим молекулима.Ове привлачне силе потичу из неколико различитих начина на које молекули интерагују.
У основи, молекули међусобно делују јер имају позитивно и негативно наелектрисане молекуле и привлаче супротна наелектрисања између молекула.Облак електрона лебди око молекула.Због ових електрона који се стално крећу, молекул има променљиво наелектрисање у молекулу дате области.Ако сви молекули имају једнолично наелектрисање око себе, ниједан молекул се неће привлачити.Замислите два куглична лежаја, сваки куглични лежај има равномерну дистрибуцију електрона на својој површини.Ни једно друго се неће привући јер обоје имају негативан набој и ниједан позитиван набој се не може привући.
На срећу, у стварном свету, ови електронски облаци су у сталном покрету, а у сваком тренутку постоје области са позитивним или негативним наелектрисањем.Ако имате два молекула са насумично наелектрисаним електронима око њих у било ком тренутку, они ће имати малу привлачност између њих.Сила настала насумичном прерасподелом позитивних и негативних наелектрисања у електронском облаку око молекула назива се дисперзиона сила.
Ове снаге су веома слабе.Без обзира на структуру или састав молекула, између свих молекула постоји дисперзиона сила, која је директно супротна поларној сили коју генерише структура молекула.
На пример, сила дисперзије је једина сила која постоји између молекула азота.На собној температури, азот је врста гаса, јер је дисперзивна сила сувише слаба, не може да се одупре топлотној вибрацији чак ни на најумеренијој температури и не може да држи молекуле азота заједно.Тек када уклонимо скоро сву топлотну енергију хлађењем на испод -195°Ц, азот постаје течан.Када се топлотна енергија довољно смањи, слабија сила дисперзије може да превазиђе топлотну вибрацију и повуче молекуле азота заједно да формира течност.
Ако погледамо воду, њена молекуларна величина и маса су сличне онима азота, али структура и састав молекула воде се разликују од оних у азоту.Пошто је вода веома поларни молекул, молекули ће се међусобно јако привлачити, а вода ће остати течна све док температура воде не порасте изнад 100°Ц.На овој температури, топлотна енергија превазилази молекуларну Са поларним силама које се држе заједно, вода постаје гас.
Кључна ствар коју треба разумети је разлика у снази између силе дисперзије и поларне силе која привлачи молекуле једни другима.Када говоримо о површинској енергији коју производе ове привлачне силе, имајте то на уму.
Дисперзована површинска енергија је део површинске енергије, која настаје дисперзијом електронских облака у молекулима на површини материјала.Укупна површинска енергија је атрактиван израз привлачења молекула једни према другима.Дисперзоване површинске енергије су део укупне енергије, чак и ако су слабе и флуктуирајуће компоненте.
За различите материјале дисперзована површинска енергија је различита.Високо ароматични полимери (као што је полистирен) имају много бензенских прстенова и релативно велике компоненте за дисперговање површинске енергије.Слично томе, пошто садрже велики број хетероатома (као што је хлор), ПВЦ такође има релативно велику дисперговану компоненту површинске енергије у њиховој укупној површинској енергији.
Дакле, улога дисперзионе енергије у процесу производње зависи од материјала који се користе.Међутим, пошто дисперзиона сила тешко зависи од специфичне молекуларне структуре, начин њихове контроле је веома ограничен.
Интеракција скретања расејаних електрона заснована на овим флуктуацијама није једини начин да молекули међусобно комуницирају.Због одређених структурних карактеристика које стварају друге привлачне силе између молекула, молекули могу да комуницирају са другим молекулима.Постоји много начина да се ове друге силе класификују, као што су интеракције киселина и база, где молекули интерагују кроз своју способност да прихвате или донирају електроне.
Неки молекули имају структурне карактеристике које производе трајне диполе, што значи да су, поред насумичне дисперзије електрона око молекула, неки делови молекула увек позитивнији или негативнији од других.Ови трајни диполи су привлачнији од дисперзивних интеракција.
Због своје структуре, неки молекули имају трајно наелектрисане регионе који су или позитивно или негативно наелектрисани.Поларна површинска енергија је компонента површинске енергије, која је узрокована привлачењем ових наелектрисања између молекула.
Све недисперзивне интеракције можемо лако концентрисати под заштитом поларних интеракција.
Особине дисперзије молекула су функција величине молекула, посебно колико је присутно електрона и протона.Немамо много контроле над бројем електрона и протона, што ограничава нашу способност да контролишемо дисперзиону компоненту површинске енергије.
Међутим, поларна компонента зависи од положаја протона и електрона - облика молекула.Можемо да променимо дистрибуцију електрона и протона кроз методе лечења као што су третман короном и третман плазмом.Ово је слично начину на који можемо променити облик блок глине, али ће увек задржати исти квалитет.
Поларне силе су веома важне јер су део површинске енергије коју контролишемо када вршимо површинске третмане.Дипол-диполна привлачност је узрок јаког приањања између већине лепкова, боја и мастила и површина.Кроз чишћење, третман пламеном, третман короном, третман плазмом или било који други облик површинске обраде, можемо суштински повећати поларну компоненту површинске енергије, чиме се побољшава адхезија.
Коришћењем исте стране ИПА марамице двапут на истој површини, само нискоенергетске супстанце се могу унети на површину како би се ненамерно смањила поларна компонента површинске енергије.Поред тога, површина може бити превише обрађена, што испарава и смањује површинску енергију.Када се површина уопште не производи, промениће се и поларна компонента површинске енергије.Чиста површина за складиштење привлачи молекуле у животној средини, укључујући материјале за паковање.Ово мења молекуларни пејзаж површине и може смањити површинску енергију.
Тешко да можемо да контролишемо величину дисперзије.Ове силе су у основи фиксиране и нема много вредности у покушају да се промени сила дисперзије као средство за контролу квалитета површине како би се постигла поуздана адхезија током процеса производње.
Када дизајнирамо или модификујемо површину, дизајнирамо својства поларне компоненте површинске енергије.Стога, ако желимо да развијемо процес површинске обраде за контролу површине материјала, онда желимо да контролишемо поларни састав површине.
Слободна површина је збир свих појединачних сила које делују између молекула.Постоје неке формуле за површинску слободну енергију.Ако одлучимо да све недисперзивне силе третирамо као поларне силе, израчунавање површинске слободне енергије је једноставно.Формула је:
У производњи поузданих производа, површинској обради, чишћењу и припреми, површинска слободна енергија је иста као и површинска енергија.
Због производних захтева укључених у различите процесе, као што су перформансе пријањања споја, правилно приањање мастила на пластику или учинак премаза „самочистећег“ премаза на екрану паметног телефона, све зависи од контроле особина површине.Због тога је веома важно разумети површинску енергију као последицу производног концепта.
Површинска енергија потиче од различитих начина на које молекули привлаче једни друге.Поларне интеракције између молекула су најважније за процес адхезије и чишћења, јер су ове интеракције на молекуларном нивоу молекуларне интеракције које можемо највише контролисати кроз површинску обраду, брушење, брушење, чишћење, брисање или било које друге методе припреме површине.
Познавање поларитета и састава дисперзије и површинског напона је веома важно за развој лепкова, мастила и премаза.Међутим, за производе произведене коришћењем лепкова, мастила, боја и премаза, обично треба да обратимо пажњу само на поларну компоненту површинске енергије, јер је она на коју утиче процес производње.
Мерење укупне површинске енергије је релативно сложен процес склон грешкама.Међутим, контактни угао једне течности попут воде је скоро у потпуности одређен поларном компонентом површинске енергије.Стога, мерењем угла који произведе висина капи воде на површини, можемо са невероватном тачношћу знати како се мења поларна компонента површинске енергије.Генерално, што је већа површинска енергија, мањи је угао изазван тако што се капљице воде тако привлаче и шире или влажу.Ниска површинска енергија ће проузроковати да се вода згрчи и скупи у мале мехуриће на површини, формирајући већи контактни угао.Конзистентност овог мерења контактног угла је повезана са површинском енергијом, а самим тим и са перформансама адхезије, што произвођачима пружа поуздан и поновљив начин да обезбеде снагу својих производа.
Да бисте сазнали више о контролисању процеса производње ради постизања предвидљивијих резултата, преузмите нашу бесплатну е-књигу: Проверите предвидљиву адхезију у производњи кроз процес.Ова е-књига је ваш водич за праћење процеса помоћу предиктивне аналитике, процеса који елиминише сва нагађања о одржавању квалитета површине током процеса лепљења.