润湿原理
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7
abc 基材潤濕
表面能 >> 40 dynes/cm
不良潤濕
液體
基材 基材表面張力 = 40 dyne/cm
良好潤濕
擴散
表面能 < 39 dynes/cm
液體
擴散
基材 基材表面張力 = 40 dyne/cm
8
abc
動態表面張力的重要性
噴涂
高速涂布
1) 快速潤濕 2) 完整覆蓋 3) 無表面缺陷
z 溶劑的表面張力 = 25-35 達因/厘米 ( dyne / cm ) z 水性系統的表面張力 = 50-72 達因/厘米 ( dyne / cm ) z 在涂料，油墨，膠粘劑的應用中，由溶劑型改到水性的趨勢 z 降低表面張力能改善基材潤濕
– 提高操作效率 – 減少缺陷
z 須把表面張力降低至能比擬溶劑型系統 z 普遍基材表面張力 = 35 – 45 達因/厘米( dyne / cm )
O
O Na O S
O
CH2COC8H17 CHCOC8H17
O
非離子型
炔二醇
R
R
RCC CCR
OH
OH
烷基乙氧基酚 R
O(CH2CH2O)XH
環氧乙烷/丙烷聚合體
陽離子型
HO(CH2CH2O)X(CH2CHO)Y(CH2CH2O)XH CH3
季銨鹽
+ RN(CH3)3Cl
-
6
abc 水性系統中的表面活性劑
在界面高速形成中，炔二醇仍能維持低表面張力。 12
abc 表面活性劑的降低動靜態表面張力
Dynol 604 Surfynol SE-F Surfynol 104 Surfynol 420 Surfynol 440 Surfynol 465 Surfynol 504 Octylphenol + 10 E O Sodium Lauryl Sulfate Polyether Modified Silicone Fluorosurfactant Dioctyl Sodium Sulfosuccinate
BAB
BAB 排列
17
abc
親水親油平衡值
親水親油平衡系統為表面活性劑制定的一個數值。這 是根據該分子結構中，親水和親油部分的相對比重。
z數值等級由 0 至 20 z數值比 10 小，代表低水溶性 z數值比 10 大，代表高水溶性 z一個應用在表面活性劑的“質”的概念 z主要針對非離子型，（陰）離子型難於應用。
9
abc
表面張力的量度
靜態
DuNouy Ring Wilhelmy Plate
動態
最最大大氣氣泡泡壓壓力力
Oscillating Jet Wilhelmy Plate - Oscillating Dams
10
abc 最大氣泡壓力方法
z 工用儀器: Kruss BP-2
z 模擬靜態到動態狀況 z 1到20氣泡 /秒 z 連續氣泡輸出率掃描
水
傳統表面活性劑
親水 親油
水
傳統表面活性劑 + 消煩惱
19
abc
濁點
主要發生在非離子型表面活性劑，離子型不適用。
當溫度到達一個水平，液體從透明變白。該溫度便是這表面活 性劑在這添加量，這個體系的濁點。
濁點和添加量有關，量越多，濁點越低。
濁點亦受體系的極性影響。
水份子隨高溫擺動而破壞非離子表面活性劑的分散狀態，令後 者脫離變濁。
及圖表繪製
11
abc
儀器掃描繪圖
表面活性劑在水中，濃度是 0.1%
Dynamic Surface Tensin (mN/m)
70
APE
Surfynol 104
樣品表面張力 >基材表面能
60
Dynol 604
表
面
50
基材表面能 = 40 dyne / cm
張
40
力 30
20
1
10
20
Bubble Frequency (Hz) 氣泡頻率
表面張力
1氣泡/秒 (靜態) 6氣泡/秒 (動態)
25.8
28.4
32.6
33.7
32.5
35.5
32.0
35.1
34.0
37.3
43.1
46.0
29.2
31.4
33.4
44.6
43.8
53.0
20.5
63.6
21.2
72.0
31.7
33.6
數值相差 2.6 1.1 3.0 3.1 3.3 2.9 2.2 11.2 9.2 43.1 50.8 1.9
DOSS
(control) 104
440
14
abc
丙烯酸/聚氨酯木器漆中動靜態表面泡壓力方法
System: Pliolite 7104 based topcoat 1% surfactant (active)
40
Equilibrium Surface Tension
Dynamic Surface Tension
13
abc
Dynes/cm
丙烯酸油墨中動靜態表面張力比較
最大氣泡壓力方法 水稀釋 50 / 50
55
Equilibirum Surface Tension
Dynamic Surface Tension
50
45
40
35
30
25
20
None Surfynol Surfynol APE 1 APE 2
AE
2)表面的分子有由來自系統中的份子吸引力，做成拉力， 同時表面分子間的距離亦較內部為遠。
3
abc
表面活性劑
¾ 一種在低濃度能把表面張力大大降低的助劑。 ¾ 分子中有親水和親油的兩個部份，使之生效。
4
abc 炔二醇類和其他常規表面活性劑
消煩惱® 104 ( 炔二醇)
空氣跟 液體界面
R R -C -C
38
36
34
32
30
28
None (control)
Surfynol 104
APE
DOSS
15
abc 表面活性劑特性及相關詞匯
z 專用名詞及結構 z 親水親油平衡值 z 膠束及臨界膠束濃度 z 濁點
16
abc 表面活性劑專門名詞及結構
A = 疏水（親油） B = 親水
A
A
A
B
ABA 排列
B
AB 排列
abc
潤濕基理
1
abc
潤滑基理內容
¾表面張力定義 ¾表面活性劑種類 ¾表面張力量度技術 ¾靜態及動態表面張力 ¾表面活性劑特性及相關詞匯
2
abc
表面張力
把一單位的液體表面擴開的功:
Wmin = γ ΔA
液體中份子間的吸引力
1)系統中間的分子有由四方八面的份子吸引力，因而各自 抵消。無任何方向性的作用力存在。
OH
R C -C-R
OH
十八烷脂酸鈉鹽
CH3 ( CH2) 17 COO- Na+
烷基乙氧基酚
R
O(CH2CH2O)XH
消煩惱® 104
烷基乙氧基酚
5
abc 表面活性劑三種主要的類型
陰離子型
烷基硫酸鹽 R OSO3
O
羥酸鹽（肥皂） RC O
烷基苯磺酸鹽 RC6H4SO3
磺基二辛基琥珀酸钠 (DOSS)
18
abc
膠束及臨界膠束濃度
膠束是系統中一團表面活性劑，其分子中與系統極性不相溶的部份會相互吸引 ，因而產生團叢。臨界膠束濃度（CMC），是該表面活性劑令膠束產生的最低濃 度。CMC 越少，代表該表面活性劑越傾向產生膠束。
空氣跟液體 界面
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
變濁
透明
表面活性劑
水份子
份子間吸引力
20
abc 炔二醇類表面活性劑
¾為須講求低動態表面張力的工業界，標準採用 的表面活性劑。
¾能迅速遷移到新形成的界面。 ¾消煩惱®104 有適當的溶解度和不會產生膠束。 ¾不產泡，甚至起到抑泡和消泡的作用。
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abc 基材潤濕
表面能 >> 40 dynes/cm
不良潤濕
液體
基材 基材表面張力 = 40 dyne/cm
良好潤濕
擴散
表面能 < 39 dynes/cm
液體
擴散
基材 基材表面張力 = 40 dyne/cm
8
abc
動態表面張力的重要性
噴涂
高速涂布
1) 快速潤濕 2) 完整覆蓋 3) 無表面缺陷
z 溶劑的表面張力 = 25-35 達因/厘米 ( dyne / cm ) z 水性系統的表面張力 = 50-72 達因/厘米 ( dyne / cm ) z 在涂料，油墨，膠粘劑的應用中，由溶劑型改到水性的趨勢 z 降低表面張力能改善基材潤濕
– 提高操作效率 – 減少缺陷
z 須把表面張力降低至能比擬溶劑型系統 z 普遍基材表面張力 = 35 – 45 達因/厘米( dyne / cm )
O
O Na O S
O
CH2COC8H17 CHCOC8H17
O
非離子型
炔二醇
R
R
RCC CCR
OH
OH
烷基乙氧基酚 R
O(CH2CH2O)XH
環氧乙烷/丙烷聚合體
陽離子型
HO(CH2CH2O)X(CH2CHO)Y(CH2CH2O)XH CH3
季銨鹽
+ RN(CH3)3Cl
-
6
abc 水性系統中的表面活性劑
在界面高速形成中，炔二醇仍能維持低表面張力。 12
abc 表面活性劑的降低動靜態表面張力
Dynol 604 Surfynol SE-F Surfynol 104 Surfynol 420 Surfynol 440 Surfynol 465 Surfynol 504 Octylphenol + 10 E O Sodium Lauryl Sulfate Polyether Modified Silicone Fluorosurfactant Dioctyl Sodium Sulfosuccinate
BAB
BAB 排列
17
abc
親水親油平衡值
親水親油平衡系統為表面活性劑制定的一個數值。這 是根據該分子結構中，親水和親油部分的相對比重。
z數值等級由 0 至 20 z數值比 10 小，代表低水溶性 z數值比 10 大，代表高水溶性 z一個應用在表面活性劑的“質”的概念 z主要針對非離子型，（陰）離子型難於應用。
9
abc
表面張力的量度
靜態
DuNouy Ring Wilhelmy Plate
動態
最最大大氣氣泡泡壓壓力力
Oscillating Jet Wilhelmy Plate - Oscillating Dams
10
abc 最大氣泡壓力方法
z 工用儀器: Kruss BP-2
z 模擬靜態到動態狀況 z 1到20氣泡 /秒 z 連續氣泡輸出率掃描
水
傳統表面活性劑
親水 親油
水
傳統表面活性劑 + 消煩惱
19
abc
濁點
主要發生在非離子型表面活性劑，離子型不適用。
當溫度到達一個水平，液體從透明變白。該溫度便是這表面活 性劑在這添加量，這個體系的濁點。
濁點和添加量有關，量越多，濁點越低。
濁點亦受體系的極性影響。
水份子隨高溫擺動而破壞非離子表面活性劑的分散狀態，令後 者脫離變濁。
及圖表繪製
11
abc
儀器掃描繪圖
表面活性劑在水中，濃度是 0.1%
Dynamic Surface Tensin (mN/m)
70
APE
Surfynol 104
樣品表面張力 >基材表面能
60
Dynol 604
表
面
50
基材表面能 = 40 dyne / cm
張
40
力 30
20
1
10
20
Bubble Frequency (Hz) 氣泡頻率
表面張力
1氣泡/秒 (靜態) 6氣泡/秒 (動態)
25.8
28.4
32.6
33.7
32.5
35.5
32.0
35.1
34.0
37.3
43.1
46.0
29.2
31.4
33.4
44.6
43.8
53.0
20.5
63.6
21.2
72.0
31.7
33.6
數值相差 2.6 1.1 3.0 3.1 3.3 2.9 2.2 11.2 9.2 43.1 50.8 1.9
DOSS
(control) 104
440
14
abc
丙烯酸/聚氨酯木器漆中動靜態表面泡壓力方法
System: Pliolite 7104 based topcoat 1% surfactant (active)
40
Equilibrium Surface Tension
Dynamic Surface Tension
13
abc
Dynes/cm
丙烯酸油墨中動靜態表面張力比較
最大氣泡壓力方法 水稀釋 50 / 50
55
Equilibirum Surface Tension
Dynamic Surface Tension
50
45
40
35
30
25
20
None Surfynol Surfynol APE 1 APE 2
AE
2)表面的分子有由來自系統中的份子吸引力，做成拉力， 同時表面分子間的距離亦較內部為遠。
3
abc
表面活性劑
¾ 一種在低濃度能把表面張力大大降低的助劑。 ¾ 分子中有親水和親油的兩個部份，使之生效。
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abc 炔二醇類和其他常規表面活性劑
消煩惱® 104 ( 炔二醇)
空氣跟 液體界面
R R -C -C
38
36
34
32
30
28
None (control)
Surfynol 104
APE
DOSS
15
abc 表面活性劑特性及相關詞匯
z 專用名詞及結構 z 親水親油平衡值 z 膠束及臨界膠束濃度 z 濁點
16
abc 表面活性劑專門名詞及結構
A = 疏水（親油） B = 親水
A
A
A
B
ABA 排列
B
AB 排列
abc
潤濕基理
1
abc
潤滑基理內容
¾表面張力定義 ¾表面活性劑種類 ¾表面張力量度技術 ¾靜態及動態表面張力 ¾表面活性劑特性及相關詞匯
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abc
表面張力
把一單位的液體表面擴開的功:
Wmin = γ ΔA
液體中份子間的吸引力
1)系統中間的分子有由四方八面的份子吸引力，因而各自 抵消。無任何方向性的作用力存在。
OH
R C -C-R
OH
十八烷脂酸鈉鹽
CH3 ( CH2) 17 COO- Na+
烷基乙氧基酚
R
O(CH2CH2O)XH
消煩惱® 104
烷基乙氧基酚
5
abc 表面活性劑三種主要的類型
陰離子型
烷基硫酸鹽 R OSO3
O
羥酸鹽（肥皂） RC O
烷基苯磺酸鹽 RC6H4SO3
磺基二辛基琥珀酸钠 (DOSS)
18
abc
膠束及臨界膠束濃度
膠束是系統中一團表面活性劑，其分子中與系統極性不相溶的部份會相互吸引 ，因而產生團叢。臨界膠束濃度（CMC），是該表面活性劑令膠束產生的最低濃 度。CMC 越少，代表該表面活性劑越傾向產生膠束。
空氣跟液體 界面
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
變濁
透明
表面活性劑
水份子
份子間吸引力
20
abc 炔二醇類表面活性劑
¾為須講求低動態表面張力的工業界，標準採用 的表面活性劑。
¾能迅速遷移到新形成的界面。 ¾消煩惱®104 有適當的溶解度和不會產生膠束。 ¾不產泡，甚至起到抑泡和消泡的作用。
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