Поверхнево-активні речовини відіграють особливу роль у хімії чорнила

2019-08-01 17:45:16

У розчині молекули поверхнево-активної речовини мігрують до поверхні розчинників, зменшуючи поверхневий натяг (води чи інших розчинників). Полярні групи поверхнево-активних речовин спрямовані безпосередньо до поверхні розчинника, а вуглеводневі ланцюги простягаються в повітря. Такий розподіл врівноважує поверхневу силу, і, отже, поверхневий натяг зменшується. Після зниження до критичної концентрації міцел поверхневий натяг залишався постійним, а молекули ПАР розподілялися на поверхні розчинника до утворення моношарової структури. Поверхневий натяг допомагає створювати ефективні чорнила. Оскільки процес кольорового покриття та ці параметри мають чудовий зв’язок. Багато дефектів фарбувального шару можна віднести до поверхневого натягу.

З розвитком водорозчинних чорнил поверхнево-активні речовини відіграють особливу роль у хімії чорнил. Органічні чорнила на основі розчинників мають такі переваги, як якісний друк, гладка друкована поверхня, помірна інтенсивність друку та сильне загальне відчуття кольору, тоді як водорозчинні чорнила не мають цих характеристик. Для матриці з низькою поверхневою енергією водорозчинне чорнило спричинить проблему намокання.

Основна причина полягає в тому, що як основний компонент чорнила вода створює високий поверхневий натяг, який близький до поверхневого натягу води 72 мН/м, тоді як поверхневий натяг матриці для письма зазвичай становить 35 мН/М ~ 40 мН/м. Лише тоді, коли поверхневий натяг чорнила менше, ніж у матриці для письма, можна сформувати ефективне покриття без плям.

Використання поверхнево-активних речовин знижує поверхневий натяг чорнила. Якщо контактний кут між краплями чорнила та папером перевищує 140, можна отримати високоякісний друк, і чим нижчий поверхневий натяг фарби, тим більший кут контакту. Крім того, чим нижчий поверхневий натяг чорнила, тим більш повне покриття матриці для письма можна отримати для покращення якості письма та друку. Однак важко сформувати маленькі однорідні краплі чорнила із занадто низьким поверхневим натягом. Як правило, поверхневий натяг має бути більше 35 мН/м.

Молекулярна структура амфотерних ПАР має гідрофобні та гідрофільні групи. Властивості, пов'язані з поверхневим натягом, можна регулювати шляхом зміни структури гідрофільної частини молекули ПАР. Наприклад, хороший ефект застосування має поліметилсилоксан (силіконова смола). Унікальна поверхнева активність силіконової смоли зумовлена ​​екрануванням гідрофобних груп Si-O гідрофільними метильними групами. Фторалкіл може додатково зменшити поверхневий натяг, атоми фтору мають відповідний ковалентний радіус, щоб захистити вуглецеві ланцюги від простору, а фторалкіл рідко взаємодіє з іншими групами. Фторовані поверхнево-активні речовини можна побачити на прикладі перфтороктанової кислоти [n-C7F15COOH]. При масовій частці перфтороктанової кислоти 0,01 % поверхневий натяг води зменшується з 72 мН/м до 1512 мН/м.