塑料膜片表面张力的简单测定

【资料简介】

　　塑料膜片的印刷适性从根本上决定于它的表面张力。为了使油墨能够粘附，膜片的表面张力必须高于油墨的表面张力。用一些简单的方法就能检查出一块塑料膜片的表面张力是否足够高。
　　
　　表面张力使液体（如水）或固体（如膜片）和气体（如空气）之间界面的行为特性化，因此又被称为界面张力。例如，水自然地寻求zui大限度地缩小其表面面积的性质就能证明这种现象。因此，一滴没有承受外力的液体，在例如自由下落的过程中，总是会呈现为一种近似球形的形状。
　　
　　分子的相互作用
　　
　　相邻的分子都承受着吸引力和排斥力，即所谓的内聚力。在大体积的液体中，这些力量能够在各个方向上相等地相互作用。但是，对在表面的分子来说情况则并非如此，因为它们拥有的与之相邻的分子少于那些处在内部的分子。在液体内部，单个分子的运动存在于能量平衡的状态中，然而在表面的运动则要消耗能量来打破分子键。

　

　　因此，如果一种液体的表面要增加，就必须做一定数量的功。增大表面所需的功取决于液体的表面张力。所做的功和所形成的表面增大的比就是表面张力（用符号“西格玛”代表）
　　
　　σ=ΔW/ΔA
　　
　　它通常以mN/m（毫牛顿/米）为单位表示，相当于SI的0.001公斤米/平方秒或mJ/m2（毫焦耳/平方米）。20℃的水显示72.8毫牛顿/米的表面张力，与其相比，水银为484毫牛顿/米，异丙醇为21.7毫牛顿/米。
　　
　　表面张力与温度有关，通常随温度上升而减小。表面活化物质，例如润版液添加剂中的表面活化剂，将减小液体表面张力、改善胶印印版的润湿状况。
　　
　　液体的测量方法
　　
　　在大多数情况中，一种液体的表面张力将用以一种确定的方式增大液体的表面积并随后确定实现这一点所做的功的数量的方法来给以测量。实例包括PierreLecomteduNoüy开发的环法、Wilhelmy平板法和用PhilippLenard命名的框架法。

　

　　在所有这三个方法中，都是把一个固体（环、板或框架）浸入到液体中，然后将其拉出，使一层液体膜保持附着在固体上。拉力被逐渐增大，直到液体膜破裂为止。然后可以从zui大的拉力、浸入液体中的固体的外形尺寸和液体的密度计算出表面张力。
　　
　　固体的测量方法
　　
　　固体的表面张力只能以类似的方法间接测量。当使用接触角方法时，将用两种不同的已知其表面张力的液体润湿一个固体。被选用的液体经常是水和二碘甲烷。在侧图所示的杨氏等式中，标志S和L代表“固体”和“液体”；符号σS和σL描述了两个阶段的表面张力的成分；γSL代表两个阶段之间的界面张力，而θ代表与向量σL和γSL之间的角度等的接触角。为了确定表面能量，把γSL的各种初始等式与杨氏等式组合在一起，以cosθ代表阶段表面张力的一个函数。用这个等式系统，可以计算出固体的表面张力。

　　市场上为快速而简单地确定接触角提供了一系列的仪器。这类测角仪由一个注射测试液体的系统和一个测量水珠横断面的照相机组成。然后用这个测量值来计算相应的接触角数值。如果液体展开，即如果固体被*润湿，即可计为0°的接触角。在0°和90°之间的接触角被认为是代表了良好的润湿，而在90°和180°之间的接触角则被作为不良润湿对待。一个180°的接触角意味着液体被以圆珠形排斥。这种现象通常被叫做“荷叶效应”，是以荷花这种植物的叶子所展现出的相应特性命名的现象。
　　
　　另一个确定固体表面张力的典型方法是使用测试油墨。把一种已知其表面张力的油墨用毛刷涂在所要测试的材料上。如果测试油墨可将表面湿润，则这种材料的表面张力等于或高于油墨的表面张力。反之，如果测试油墨在3秒钟之内缩回成珠状，则固体的表面张力就低于测试油墨的表面张力。

　

　　用于塑料的理想测试油墨
　　
　　测试油墨的方法是以如果液体的表面张力低于所讨论的固体的表面张力则这些液体就能实现良好润湿的的知识为其基础。这也是为什么在表面张力低的基材上印刷会有问题的原因。为了确保印刷油墨能够对基材进行充分的润湿，就必须通过正确的选择或预先处理等方法，确保它的表面张力高于油墨的表面张力。因此，一套测试油墨将是检查一种具体的塑料基材的性质的非常方便的工具。

　

　　不同的塑料基材的表面张力