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在墨水化學中表面活性劑有著特殊地位

發布日期: 2018-06-22 來源: 翊成網絡g 點擊:

在溶液中,表面活性劑分子遷移到溶劑表面,降低 (水或其他溶劑) 表面張力。表面活性劑進行分子取向時極性基團直接朝向溶劑表面,碳氫鏈伸向空中,這種分布使得表面的力量平衡,隨之表面張力降低。表面張力持續降低到臨界膠束濃度后保持恒定,表面活性劑分子分布于溶劑表面,直到單層結構形成。表面張力現象有助于設計有效的墨水。因為色料涂布過程和這些參數有很大關系。著色層的許多缺陷都可被歸結為表面張力問題。

 

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  隨著水溶劑型墨水的發展,表面活性劑被認為在墨水化學中有著特殊的地位。有機溶劑型墨水具有打印質量精細、印面平滑、打印強度適中和顏色整體感強等優點,水溶劑型墨水則不具有這些特性。對于低表面能的基質,水溶劑型墨水會產生濕化問題。

主要原因是水作為墨水的主要成分,產生了較高的表面張力,數值接近于水的表面張力 72 mN/ m, 而書寫基質的表面張力值一般在 35 mN/ m~40 mN/ m。只有墨水的表面張力小于書寫基質的表面張力,才能形成無斑點的有效覆蓋。

  使用表面活性劑的作用是降低墨水的表面張力。當墨滴與紙張的接觸角大于 140  時才能得到高質量的印字,而墨水表面張力越低接觸角越大。另外, 墨水表面張力越低,有助于得到對于書寫基質較全面的覆蓋,以提高書寫印刷質量。但是過低的表面張力很難形成微小均勻的墨滴, 一般應使表面張力大于35 mN/ m 。

  兩性表面活性劑分子結構具有疏水基和親水基。 通過改變表面活性劑分子的親水部分的結構,可以調節與表面張力有關的性質。例如,聚甲基硅氧烷 (硅樹脂) 使用效果較好,硅樹脂油獨特的表面活性是由于疏水的 Si - O 基被親水的甲基所屏蔽。氟化烷基可以進一步減少表面張力,氟原子有恰當的共價半徑從空間屏蔽碳鏈,而且氟烷基極少與其他基團相互作用。氟表面活性劑可以從全氟辛酸 [ n - C7F15COOH ] 的例子中看到,在全氟辛酸質量分數為 0101 % 時,水的表面張力從 72 mN/ m 降到 1512 mN/ m。


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