Ako ovplyvňujú nízky zmáčanie peny na povrchové napätie kvapaliny?

Povrchové napätie je základnou vlastnosťou kvapalín, ktoré zohrávajú rozhodujúcu úlohu v rôznych priemyselných a vedeckých aplikáciách. Je definovaná ako sila pôsobiaci na jednotku dĺžky kolmo na imaginárnu čiaru nakreslená na povrch kvapaliny, ktorá má tendenciu minimalizovať povrchovú plochu kvapaliny. Nízke penové zvlhčovacie činidlá sú látky navrhnuté na zníženie povrchového napätia a zvýšenie schopnosti zmáčania kvapalín a zároveň minimalizujú tvorbu peny. Ako dodávateľ s nízkymi penovými činidlami zmáčania sa ma často pýtajú, ako tieto látky ovplyvňujú povrchové napätie kvapaliny. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do vedy za nízkymi penovými činidlami a ich vplyv na povrchové napätie.

Pochopenie povrchového napätia

Aby sme pochopili, ako nízko penové zvlhčovacie činidlá ovplyvňujú povrchové napätie, je nevyhnutné najprv porozumieť koncepcii samotného povrchového napätia. Na molekulárnej úrovni vzniká povrchové napätie z kohéznych síl medzi tekutými molekulami. Vo väčšine kvapaliny je každá molekula obklopená inými molekulami zo všetkých strán a čisté súdržné sily, ktoré na ňu pôsobia, sú vyvážené. Avšak na rozhraní kvapalného vzduchu sú molekuly obklopené iba inými tekutými molekulami na jednej strane, čo vedie k čistej vnútornej sile. Táto vnútorná sila spôsobuje, že povrch kvapalného povrchu sa bude správať ako natiahnutá elastická membrána, minimalizuje jej povrchovú plochu a zvyšuje povrchové napätie.

Povrchové napätie má niekoľko dôležitých dôsledkov. Napríklad je zodpovedný za tvorbu kvapiek, kapilárny vzostup tekutín v úzkych skúmavkách a schopnosť niektorého hmyzu chodiť po vode. V priemyselných aplikáciách môže povrchové napätie ovplyvniť procesy, ako je povlak, tlač a čistenie. Vysoké povrchové napätie môže zabrániť rovnomernému šíreniu tekutín po povrchu, čo vedie k slabému zmáčaniu a pokrytiu. Tu prichádzajú do hry agenti s nízkou penou.

Ako fungujú agenti s nízkou penou

Nízke penové zvlhčovacie činidlá sú typom povrchovo aktívnej látky, čo znamená povrchovo aktívne činidlo. Povrchovo aktívne látky sú amfifilitické molekuly, čo znamená, že majú hydrofilnú (milujúcu) hlavu a hydrofóbny (vodný nenávistný) chvost. Pri pridávaní do kvapaliny sa povrchovo aktívne látky hromadia na rozhraní kvapaliny - vzduch. Hydrofilné hlavy molekúl povrchovo aktívnej látky interagujú s molekulami vody v kvapaline, zatiaľ čo hydrofóbne chvosty sa orientujú smerom k vzduchu.

Toto usporiadanie molekúl povrchovo aktívnej látky na rozhraní kvapaliny - vzduchového rozhrania narúša kohézne sily medzi molekulami vody. Vložením do rozhrania sa povrchovo aktívne látky znižujú sieť dovnútra pôsobiacej na povrchové molekuly, čím sa znížilo povrchové napätie kvapaliny. Keď sa povrchové napätie znižuje, kvapalina sa stáva viac schopnou šíriť sa po povrchu, čím sa zlepšuje zmáčanie.

Dôležitý je aj aspekt „nízkej peny“ týchto zvlhčovacích látok. Pena sa tvorí, keď sú vzduchové bubliny zachytené v tekutine, stabilizované tenkým filmom kvapaliny. Niektoré povrchovo aktívne látky môžu spôsobiť nadmernú tvorbu peny, čo môže byť problémom v mnohých priemyselných procesoch. Nízky zmáčanie peny sú navrhnuté tak, aby mali molekulárnu štruktúru, ktorá minimalizuje tvorbu peny a zároveň účinne znižuje napätie povrchu. To sa dosahuje starostlivým výberom chemických skupín v molekule povrchovo aktívnej látky a optimalizáciou jej koncentrácie.

Faktory ovplyvňujúce výkonnosť s nízkym zmáčaním peny

Schopnosť s nízkymi penovými zmáčajúcimi činidlami znižovať povrchové napätie závisí od niekoľkých faktorov:

Chemická štruktúra

Chemická štruktúra molekuly povrchovo aktívnej látky má významný vplyv na jej povrchové aktívne vlastnosti. Rôzne typy hydrofilných a hydrofóbnych skupín môžu ovplyvniť rozpustnosť povrchovo aktívnej látky, jeho afinita k kvapalinovému rozhraniu a vzduchu a jeho schopnosti znižovať povrchové napätie. Napríklad ne -iónové povrchovo aktívne látky, ktoré nenosia náboj, sa často používajú v látkach s nízkym penom, pretože majú tendenciu produkovať menej peny v porovnaní s iónovými povrchovo aktívnymi látkami.

Koncentrácia

Ďalším kritickým faktorom je koncentrácia s nízkym zmáčaním peny v kvapaline. Pri nízkych koncentráciách nie sú molekuly povrchovo aktívnej látky prítomné v dostatočnom počte, aby významne narušili kohézne sily na rozhraní kvapalinového vzduchu. Keď sa koncentrácia zvyšuje, na rozhraní sa hromadí viac molekúl povrchovo aktívnej látky, čo vedie k postupnému zníženiu povrchového napätia. Existuje však bod, známy ako kritická koncentrácia micely (CMC), za ktorým ďalšie zvýšenie koncentrácie nevedie k významnému zníženiu povrchového napätia. Namiesto toho prebytočné molekuly povrchovo aktívnej látky tvoria micely v väčšine kvapaliny.

Teplota

Teplota môže tiež ovplyvniť výkon nízkych penových činidiel. Všeobecne platí, že zvýšenie teploty znižuje povrchové napätie čistej kvapaliny. V prípade povrchovo aktívnych látok môže teplota ovplyvniť ich rozpustnosť a schopnosť adsorbovať na rozhraní kvapaliny - vzduch. Pri vyšších teplotách sa zvyšuje kinetická energia molekúl, ktorá môže ovplyvniť orientáciu a balenie molekúl povrchovo aktívnej látky na rozhraní.

pH

PH tekutiny môže mať významný vplyv na výkon iónových povrchovo aktívnych látok. Zmeny v pH môžu zmeniť náboj na molekulách povrchovo aktívnej látky, čo ovplyvňuje ich rozpustnosť a ich schopnosť interagovať s kvapalinou a povrchom. Non - iónové povrchovo aktívne látky sú vo všeobecnosti menej ovplyvnené zmenami pH, vďaka čomu sú vhodnejšie pre aplikácie, v ktorých sa môže pH líšiť.

Vplyv s nízkymi penovými činidlami na rôzne aplikácie

Poťahovanie a tlač

V procesoch povlaku a tlače sa na zlepšenie zvlhčovania povlaku alebo atramentu na substráte používajú nízko penové zmáčanie. Vysoké povrchové napätie povlaku alebo atramentu môže spôsobiť, že sa na substráte stretne, čo má za následok nerovnomerné pokrytie a zlú kvalitu tlače. Znížením povrchového napätia sa nízko penové zmáčanie zaisťujú, že povlak alebo atrament sa rovnomerne šíri, čím sa poskytuje hladká a rovnomerná povrchová úprava. Napríklad nášMultifunkčné zmáčanie pre systém založený na vodeje špeciálne navrhnutý na zlepšenie zvlhčovacích vlastností povlakov a atramentov založených na vode, čím sa zlepšuje ich výkon na rôznych substrátoch.

Čistenie

V čistiacich aplikáciách sa na zlepšenie schopnosti čistenia roztokov preniknúť a odstraňovať nečistoty a kontaminanty z povrchov. Vysoké povrchové napätie môže zabrániť tomu, aby sa čistiaci roztok dosiahol všetky oblasti povrchu a zanechal tvrdohlavé škvrny. Nízke penové zvlhčovacie činidlá znižujú povrchové napätie čistiaceho roztoku, čo mu umožňuje ľahšie šírenie a zlepšiť účinnosť čistenia. NášZmáčajúci agent šetrný k životnému prostrediuje vynikajúcou voľbou pre čistenie aplikácií, pretože nielen znižuje povrchové napätie, ale spĺňa aj environmentálne normy.

Poľnohospodárstvo

V poľnohospodárstve sa pri formuláciách pesticídov a hnojív používajú nízka zmáčanie peny na zlepšenie ich zmáčania a šírenia na povrchoch rastlín. To zaisťuje, že chemikálie sú rovnomerne rozložené cez rastliny, čím sa zvyšuje ich účinnosť. NášZmáčanie rozpustné vo vodeDá sa ľahko začleniť do poľnohospodárskych formulácií založených na vode, čím sa zvyšuje ich výkon.

Záver

Nízke penové zmáčanie zohrávajú dôležitú úlohu pri znižovaní povrchového napätia tekutín, čím sa zlepšujú vlastnosti zmáčania a šírenia v širokej škále priemyselných a vedeckých aplikácií. Pochopením vedy, ktorá za tým agenti fungujú, a faktormi, ktoré ovplyvňujú ich výkon, si používatelia môžu pre svoje konkrétne potreby vybrať najvhodnejšieho agenta s nízkym zmáčaním peny.

Ako dodávateľ vysoko kvalitných agentov zmáčania nízkej peny sa zaväzujeme poskytovať výrobky, ktoré spĺňajú rôzne požiadavky našich zákazníkov. Či už ste v odvetví povlaku, tlače, čistenia alebo poľnohospodárskeho priemyslu, naša škála agentov s nízkou penou vám môže pomôcť dosiahnuť lepšie výsledky. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich produktoch alebo by ste chceli diskutovať o vašej konkrétnej aplikácii, odporúčame vám, aby ste nás kontaktovali na diskusiu o obstarávaní. Náš tím expertov je pripravený pomôcť vám pri hľadaní najlepšieho riešenia pre vaše potreby.

Odkazy

1. Rosen, Milton J. povrchné látky a fenomény medzifázových látok. John Wiley & Sons, 2004.
2. Myers, Donald W. ScienceAttant Science and Technology. John Wiley & Sons, 2012.
3. Adamson, AW a Gast, AP fyzikálna chémia povrchov. John Wiley & Sons, 1997.