塑料膜片表面張力的簡單測定

【資料簡介】

　　塑料膜片的印刷適性從根本上決定于它的表面張力。為了使油墨能夠粘附，膜片的表面張力必須高于油墨的表面張力。用一些簡單的方法就能檢查出一塊塑料膜片的表面張力是否足夠高。
　　
　　表面張力使液體（如水）或固體（如膜片）和氣體（如空氣）之間界面的行為特性化，因此又被稱為界面張力。例如，水自然地尋求zui大限度地縮小其表面面積的性質(zhì)就能證明這種現(xiàn)象。因此，一滴沒有承受外力的液體，在例如自由下落的過程中，總是會呈現(xiàn)為一種近似球形的形狀。
　　
　　分子的相互作用
　　
　　相鄰的分子都承受著吸引力和排斥力，即所謂的內(nèi)聚力。在大體積的液體中，這些力量能夠在各個方向上相等地相互作用。但是，對在表面的分子來說情況則并非如此，因為它們擁有的與之相鄰的分子少于那些處在內(nèi)部的分子。在液體內(nèi)部，單個分子的運動存在于能量平衡的狀態(tài)中，然而在表面的運動則要消耗能量來打破分子鍵。

　

　　因此，如果一種液體的表面要增加，就必須做一定數(shù)量的功。增大表面所需的功取決于液體的表面張力。所做的功和所形成的表面增大的比就是表面張力（用符號“西格瑪”代表）
　　
　　σ=ΔW/ΔA
　　
　　它通常以mN/m（毫牛頓/米）為單位表示，相當(dāng)于SI的0.001公斤米/平方秒或mJ/m2（毫焦耳/平方米）。20℃的水顯示72.8毫牛頓/米的表面張力，與其相比，水銀為484毫牛頓/米，異丙醇為21.7毫牛頓/米。
　　
　　表面張力與溫度有關(guān)，通常隨溫度上升而減小。表面活化物質(zhì)，例如潤版液添加劑中的表面活化劑，將減小液體表面張力、改善膠印印版的潤濕狀況。
　　
　　液體的測量方法
　　
　　在大多數(shù)情況中，一種液體的表面張力將用以一種確定的方式增大液體的表面積并隨后確定實現(xiàn)這一點所做的功的數(shù)量的方法來給以測量。實例包括PierreLecomteduNoüy開發(fā)的環(huán)法、Wilhelmy平板法和用PhilippLenard命名的框架法。

　

　　在所有這三個方法中，都是把一個固體（環(huán)、板或框架）浸入到液體中，然后將其拉出，使一層液體膜保持附著在固體上。拉力被逐漸增大，直到液體膜破裂為止。然后可以從zui大的拉力、浸入液體中的固體的外形尺寸和液體的密度計算出表面張力。
　　
　　固體的測量方法
　　
　　固體的表面張力只能以類似的方法間接測量。當(dāng)使用接觸角方法時，將用兩種不同的已知其表面張力的液體潤濕一個固體。被選用的液體經(jīng)常是水和二碘甲烷。在側(cè)圖所示的楊氏等式中，標(biāo)志S和L代表“固體”和“液體”；符號σS和σL描述了兩個階段的表面張力的成分；γSL代表兩個階段之間的界面張力，而θ代表與向量σL和γSL之間的角度等的接觸角。為了確定表面能量，把γSL的各種初始等式與楊氏等式組合在一起，以cosθ代表階段表面張力的一個函數(shù)。用這個等式系統(tǒng)，可以計算出固體的表面張力。

　　市場上為快速而簡單地確定接觸角提供了一系列的儀器。這類測角儀由一個注射測試液體的系統(tǒng)和一個測量水珠橫斷面的照相機(jī)組成。然后用這個測量值來計算相應(yīng)的接觸角數(shù)值。如果液體展開，即如果固體被*潤濕，即可計為0°的接觸角。在0°和90°之間的接觸角被認(rèn)為是代表了良好的潤濕，而在90°和180°之間的接觸角則被作為不良潤濕對待。一個180°的接觸角意味著液體被以圓珠形排斥。這種現(xiàn)象通常被叫做“荷葉效應(yīng)”，是以荷花這種植物的葉子所展現(xiàn)出的相應(yīng)特性命名的現(xiàn)象。
　　
　　另一個確定固體表面張力的典型方法是使用測試油墨。把一種已知其表面張力的油墨用毛刷涂在所要測試的材料上。如果測試油墨可將表面濕潤，則這種材料的表面張力等于或高于油墨的表面張力。反之，如果測試油墨在3秒鐘之內(nèi)縮回成珠狀，則固體的表面張力就低于測試油墨的表面張力。

　

　　用于塑料的理想測試油墨
　　
　　測試油墨的方法是以如果液體的表面張力低于所討論的固體的表面張力則這些液體就能實現(xiàn)良好潤濕的的知識為其基礎(chǔ)。這也是為什么在表面張力低的基材上印刷會有問題的原因。為了確保印刷油墨能夠?qū)倪M(jìn)行充分的潤濕，就必須通過正確的選擇或預(yù)先處理等方法，確保它的表面張力高于油墨的表面張力。因此，一套測試油墨將是檢查一種具體的塑料基材的性質(zhì)的非常方便的工具。

　

　　不同的塑料基材的表面張力