基材润湿基础知识
润湿性简介和概述
简介和概述：润湿性测试
固体材料的表面能和润湿性对科学家及工业技术人员提出了挑战，直到这些性能可以被测量出来。
最根本的问题是不存在直接测量的工具：现有大量的试验数据几乎都是基于液体反应或者液体与固体接触，通常是在空气中或者测试液体的饱和蒸汽中。
因此，测试液体的性质对结果的影响肯定不亚于被测固体的性质。
甚至气相也会有显著的影响，尽管通常不那么明显。
有两种方法广泛应用于科学和工业中。
这两种方法分别是：1.达因测试，记录在ASTM Std. D2578和所有ACCU DYNE 测试产品说明中，它是基于乙二醇单乙醚和甲酰胺混合溶液的润湿性。
2.接触角测试，此种方法依赖于测试液体(通常是试剂级水)在固体表面形成的接触角的测量。
每种方法都有其优点，而且它们的测试结果之间有很强的相关性，但要意识到极性、酸碱度、气相或固相溶解度的不同会对两种测试方法的相关性产生重要影响。
额外因素诸如液体的蒸发速率，固体的表面形貌，液体与固体结合面的添加剂或污染物也会影响测试结果。
图1展示了临界表面张力（数据来源于达因测试及齐斯曼图，基于一系列不同表面张力测试液体的接触角）与水作用于一系列高分子聚合物表面的接触角的关系，包括38种聚合物的鉴定。
在工业方面，这两种测试最常见的用途是确定电晕、火焰、或等离子表面处理的功效。
润湿剂增稠剂的基本原理及其在乳胶漆中的应用
润湿剂增稠剂的基本原理及其在乳胶漆中的应用
润湿剂是一种表面活性剂，具有降低液体表面张力的作用，帮助液体
更好地渗透、湿润和分散固体颗粒。
润湿剂的基本原理是通过改变界面的
表面张力和界面活性，降低液体与固体表面间的接触角，使其更容易湿润
固体颗粒。
在乳胶漆中，润湿剂的应用有助于提高漆膜的附着力、均匀度和封闭
性能，改善乳液的调制过程和涂料的性能。
具体来说，润湿剂在乳胶漆中
的应用主要体现在以下几个方面：
1.提高颜料分散性：乳胶漆中的颜料往往是以固体颗粒的形式存在，
润湿剂能够使颜料颗粒更好地分散在漆液中，提高颜料的分散性和稳定性。
有效的颜料分散有助于提高漆膜的光泽度和色彩饱和度。
2.改善流平性：润湿剂具有降低表面张力的作用，可以使涂料更容易
在基材上均匀流布，并减少涂料在涂装过程中的表面张力影响，从而改善
漆膜的平整度和光洁度。
3.增加涂层附着力：润湿剂可以提高漆液与基材表面的接触性和附着力，减少润湿能力差的固体颗粒与基材间的间隙，提高涂层与基材的结合
力和附着力。
4.调节乳液粘度：在乳胶漆的制备过程中，润湿剂还可以起到增稠的
作用，调节乳液的粘度和流变性能，提高漆膜的稠度和厚度。
5.提高乳液稳定性：润湿剂还可以通过降低表面张力和粒子间的吸附力，提高乳液的稳定性，防止颗粒的沉降和分层现象的发生。
综上所述，润湿剂在乳胶漆中的应用主要是为了改善颜料分散性、涂
料流平性、涂层附着力和乳液稳定性，从而提高乳胶漆的性能和涂装效果。
需要注意的是，润湿剂的添加量应根据具体的乳胶漆配方和使用条件进行
合理控制，以避免对漆膜的物理性能和抗冲击性能产生负面影响。
tego基材润湿
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实验部分
Creating essentials
实验的目的是评价不同的化学结构对基材润湿效果的影响
n
极性 链段
非极性链 段
• 极性链段: 聚醚改性链段 • 非极性链段：聚碳氢化合物或聚硅氧烷
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实验部分 – 测试方法
评价：
• 对静态和动态表面张力的影响 • 气泡的形成—稳泡倾向 • 喷涂施工时的成膜性
有机表面活性剂 • 非常好的动态性能，非常适用于快速涂布施工的场合，例如：高速
印刷。 • 非常小的稳泡性，或者甚至有消泡性能。
有机硅表面活性剂 • 非常好的抗缩孔性 • 对润湿低表面能的基材非常有效，如塑料基材 • 在很低的漆膜厚度下可以形成封闭的漆膜 • 可以帮助提高对木孔的润湿
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TEGO公司基材润湿剂产品介绍
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提高基材润湿效果的方法
Creating essentials
基材
钢材 铝材 聚酯基材 聚乙烯 聚丙烯 石蜡 聚四氟乙烯 (PTFE)
表面能 (mN/m)
~ 50 ~ 40
43 36 30 26 20
液体
水 乙二醇丁醚 甲苯 异丙醇 正辛烷 六甲基二硅氧烷 异戊烷
表面张力 (mN/m) 73 30 29 22 21 16 15
油墨。
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基材润湿的定义
Creating essentials
基材润湿被定义为：基材表面的空气被液体涂料或油墨取代 • 这个过程对涂料或油墨的成功涂覆至关重要
不良的基材润湿效果
好的基材润湿效果
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基材润湿的定义
基材润湿可以用接触角Θ 来描述:
如何克服基材的润湿问题
1.基材润湿的定义基材的润湿是指基材表面吸附的空气被液态的漆或油墨材料取代的过程。
这个过程对涂料和油墨的成功施工是很重要的。
在低能量表面上润湿是很困难的，像低表面能基材、被脏粒子或类似油脂的液体污染物玷污的基材。
在这类情况下，就有因润湿不够而导致的缺陷，如裂纹或收缩，甚至会引起漆膜附着力很差。
甚至在基材的表面能相对较高的情况下，如果应用过程速度很快，润湿可能成为一非常关键的因素。
以高速印刷或辊涂施工为例，润湿的过程必须非常快以取得良好的施工效果。
如果基材的润湿太慢，油墨的不平整，印刷缺陷甚至很差的油墨转移现象都会发生。
在静态的状态下，液滴在基材上的接触角Q决定了润湿的好坏（见图2）。
当接触角较小时，润湿良好。
在公式中，gs是基材的表面能，gl是涂料的表面能，而gsl是涂料和基材的界面能。
相应的能量g是分子在空气界面或液体内的能量与固态能量差。
当接触角Q大于0时，厚度不够的漆膜可能润湿不充分。
然而，足够厚的漆膜还是能够保证涂层的均一。
理想化的涂料与基材的接触角应该是0。
通常，液体都有一扩散系数S（大于等于0）。
注意：为保证表面被润湿，S必须为正值。
从上述关系我们可得知以下结论：表面能（gs）相对高的基材容易在其上施工。
表面能（gl）相对低的液体容易润湿。
特别当液体的表面能低于基材的(gI < gs)时，润湿良好。
常用溶剂的静态表面张力从14 mN/m（异戊烷）到73 mN/m（水）不等。
现在的水性涂料体系中，在低表面能的基材上的润湿问题特别严重。
静态表面张力的测量测量液体表面张力的最有名的是du Nouy 环法。
铂金－iridium 环放入待测液体中，再慢慢把环拉出，在环的界面生成一空气薄层。
将环拉起所需的力就是液体的表面张力（见图3）。
这方法尤其适用于测量表面活性剂溶液和溶剂性清漆的表面张力。
在色漆体系中，由于颜料的存在阻碍lamella的稳定，测得的数据不可靠。
动态表面张力的测量在动态条件下，表面活性剂的流动性显得尤其重要。
最新第三章(3-2)润湿性课件PPT
表8—4 不同烃类组分在聚四氟乙烯光面上的前进角
烃 类戊
烷己
烷辛
烷十 二 烷
(C5H12)
(C6H14)
(C8H18)
(C12H 26)
前进角
0
8
26
42
(度)
原油中烃类所含碳原子数越多，接触角就越大。
2、油藏岩石润湿性的认识
第三章(3-2)润湿性
一、储层岩石润湿性
１、润湿的基本概念：
（1）润湿：
自然界现象：将水滴在玻璃板上，水在玻璃板上迅速铺开，而如果 是水银滴在玻璃板上，水银液滴在玻璃板上呈现球滴。
空气 水
空气 水银
玻璃
玻璃
润湿：是指液体在分子力的作用下沿固体表面流散的现象。
润湿研究对象： 不混容的两相液体－固体三相体系，或液体－气体－固体
静止时，θ= 30°，岩石亲水
1
2
水驱油速度为V1时，θ= 60°，岩石亲水性减弱
水驱油速度为V2＞ V1时，θ= 75°，岩石亲水性再减弱
水驱油速度为V3＞ V2时，θ= 115°，岩石类似亲油性， 发生润湿反转
研究动润湿滞后的意义：
亲水油藏水驱油时，当水驱油的速度过大时，将 导致油藏岩石具有“亲油”的性质。实践证明，亲油 油藏水驱油的残余油饱和度比亲水油藏水驱油的残余 油饱和度大；因此，从提高原油采收率的目的出发， 注水开发的油藏，并非注水速度越大就越好。
如下图所示，油水在岩石孔隙中静止时，接触角为30°，岩石表面具有较强 的水润湿；当水驱油在岩石孔隙中流动时，接触角发生了改变，接触角随水驱油 速度的增大而变大，即滞后现象越严重，当水驱油速度的增大到某一值时，岩石 表面变为亲油性，发生了润湿反转现象。
润湿和粘附的名词解释
润湿和粘附的名词解释润湿和粘附是两个在科学和工程领域中经常被提及的概念。
本文将为读者解释润湿和粘附的涵义，并深入探讨其应用和相关原理。
润湿是指一种物质或者液体在接触到固体表面时的扩散能力。
当一滴液体滴在固体表面上时，它能否在表面上扩展和均匀分布，与固体形成接触角决定了其润湿性。
接触角是液体与固体之间的夹角，可以分为三种类型：大于90度的为非润湿、小于90度的为润湿、等于0度的为完全润湿。
不同物质和材料之间的接触角大小不同，形成了润湿性的差异。
润湿液体的性质在许多领域中都有着广泛的应用。
在医疗行业，润湿性好的材料可用于制造人工关节和心脏支架等医疗器械。
此外，对于电子设备而言，具备良好润湿性的材料能够提高电连接的可靠性。
同时，在微处理器制造和涂层技术方面，润湿性也是一个重要的考虑因素。
因此，深入了解润湿的原理以及如何调整润湿性是一项重要的科学任务。
与润湿相关的是粘附，它是指两个不同物体之间的结合能力。
粘附现象广泛应用于胶水、胶带、涂层材料等领域。
粘附的力量取决于黏附剂和表面间的各种相互作用力，例如物理吸附、化学吸附和压力。
粘附剂的选择非常重要，尤其是在工业生产中。
例如，在汽车工业中，粘合技术可用于玻璃、塑料和金属之间的结合，以提高汽车的强度和安全性。
类似地，在建筑业中，粘合剂被使用在不同建材的结合上，例如墙体和地板之间的粘接。
科学家和工程师们经常在研究粘附现象时着眼于提高粘附力量和持久性。
他们通过不同的方法来改善粘附性能，例如通过材料选择、粘附剂的调整以及表面处理。
为了更好地理解粘附原理，研究人员还利用纳米技术和表面化学等学科的进展，来解析粘附过程中的分子间相互作用。
总结起来，润湿和粘附是科学和工程领域中关键的概念。
了解润湿性和粘附性对于很多领域的进步和创新都至关重要。
通过深入研究润湿和粘附的原理、发展新的材料和技术，我们可以不断改进产品的性能，推动科技的发展。
因此，对这两个概念的理解和应用有助于我们更好地解决实际问题，带来更大的进步和发展。
材料表面润湿性及在材料工程中的意义
材料表面润湿性及在材料工程中的意义润湿性是材料表面的重要特性之一，通过静态接触角来表征，影响润湿性的因素主要是材料表面的化学组成和微观结构，主要通过表面修饰和表面微造型来改变材料表面润湿性。
润湿性已经直接应用到了生产和生活中，构建超疏水表面和润湿性智能可控表面是现阶段的研究热点，对于建筑、涂饰、生物医学等领域都有重要的意义。
润湿是自然界中最常见的现象之一，如水滴在玻璃上的铺展，雨滴对泥土的浸润等等。
润湿性是材料表面的重要特性之一，并已经成功运用到人类生活的各个方面，例如润滑、粘接、泡沫、防水等。
近年来，随着微纳米技术的飞速发展以及仿生学研究的兴起，对于固体表面润湿性的研究越来越引起了人们的重视，具有超疏水表面的金属材料具有自清洁作用，从而提高其抗污染、防腐蚀的能力;而在农药喷雾、机械润滑等方面却又要求液体具有良好的亲水性，所以对于材料表面润湿性的研究在材料工程中具有重要的意义。
为了调控材料表面的润湿性，人们通过接枝、涂层、腐蚀等众多方法从化学组成和微观结构两个方面对材料进行了改性，并取得了良好的结果。
1、润湿性润湿是指液体与固体接触，使固体表面能下降的现象，常见的润湿现象是固体表面上的气体被液体取代的过程。
例如在水干净的玻璃板上铺展，形成了新的固/液界面，取代原有的固/气界面，这个过程的完成与固体和液体的表面性质以及固液分子的相互作用密切相关[1]。
润湿作用实际上涉及气、液、固三相界面，在三相交界处自固-液界面经过液体内部到气-液界面的夹角叫接触角，以θ表示，通常通过Young方程计算得到，该方程是研究液-固润湿作用的基础。
一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的判据。
若θ=0，液体完全润湿固体表面，液体在固体表面铺展;0<θ<90°，液体可润湿固体，且θ越小，润湿性越好;90°<θ<180°，液体不能润湿固体;θ=180°，完全不润湿，液体在固体表面凝聚成小球。
BYK公司基材润湿剂原理PPt
Wetting and Dispersing Additives
Controlled flocculating
Deflocculating
6/13/2019, Page 27, Wetting and Dispersing Additives
Classification
lower Molecular Weight higher
complete pigment
6/13/2019, Page 6, Wetting and Dispersing Additives
Color Change due to Flocculation
Blue
more greenish
Red
more bluish
6/13/2019, Page 7, Wetting and Dispersing Additives
• flocculated
Low gloss Poor transparency/hiding High viscosity
Left:
• deflocculated
High gloss Good transparency/hiding Low viscosity
Deflocculation - Flocculation
Phthalocyanine blue pigment in water:
No (very slow) wetting.
With wetting additive:
Immediate wetting.
Pigment Stabilization
TiO2 / Water flocculated
6/13/2019, Page 10, Wetting and Dispersing Additives
润湿功能课件
03
在涉及生物医学等应用领域时，润湿功能材料的安全性和生物兼容性是需要重点考虑的问题。应确保材料对人体和环境无害，同时不引起免疫反应和炎症反应等。
润湿功能研究展望
06
研究表面能与润湿性的关系，探索润湿性改变的机制和规律。
表面能与润湿性关系
分析分子间作用力对润湿性的影响，探讨润湿性变化的分子机制。
润湿功能的应用实例
04
在工业生产中的应用
润湿功能在工业生产中有着广泛的应用，如
涂层工艺：通过润湿和渗透作用，使涂料更好地附着在基材表面，提高涂层的附着力和耐久性。
化学反应：润湿剂可以促进反应物之间的接触和溶解，加速化学反应的进行。
金属加工：润湿剂可以降低工件与切削液之间的摩擦系数，提高加工精度和效率。
表面官能团
粘度
粘度高的液体不容易润湿固体表面。例如，水比油更容易润湿玻璃。
表面张力
表面张力越低的液体越容易润湿固体表面。例如，水的表面张力较低，因此对玻璃的润湿性较好。
电导率
某些液体的电导率会影响其润湿性。例如，含有离子导电物质的液体在导电性方面与固体表面存在相互作用，从而影响润湿性。
液体物理性质
在生物医学中的应用
润湿功能在生物医学领域的应用也越来越重要，如
组织工程：利用润湿剂作为生物相容性材料，构建人工组织和器官，为医学治疗提供新的途径。
药物输送：通过润湿剂改善药物的溶解度和渗透性，提高药物的疗效和降低副作用。
口腔护理：润湿剂在牙膏和漱口水中起到舒缓、消炎、清洁的作用，保护口腔健康。
在环境科学中的应用
分子间作用力与润湿性
研究表面活性剂的作用机理，揭示其对润湿功能的影响和作用方式。
表面活性剂作用机理
表面物理化学在涂料中的知识点总结
表面物理化学在涂料中的知识点总结
表面物理化学是研究物质与表面相互作用的科学。
在涂料中，表面物理化学的知识点总结如下：
1. 涂料的润湿性：涂料涂覆在基材表面时，润湿性决定了涂层与基材之间的黏附力和涂层的均匀性。
表面张力、接触角等参数影响涂料的润湿性。
2. 耐磨性与硬度：涂料在使用中会接触到各种外界因素，如摩擦、刮擦等。
涂料的硬度和耐磨性决定了其表面的耐久性和抗损伤能力。
3. 化学吸附与化学反应：涂料与基材表面之间可能发生化学吸附和化学反应，从而影响涂层与基材的结合力与稳定性。
4. 表面能与表面自由能：涂料与基材表面的能量差异会影响涂层的附着性和稳定性。
表面自由能决定了涂料分散性、涂装工艺和涂膜质量。
5. 色泽与光学性能：涂料的颜色和表面光泽是涂料的重要特征，与光的吸收、反射和折射等光学性质有关。
6. 防腐蚀与抗氧化性：涂料在外界环境中需具备一定的防腐蚀和抗氧化能力，以保护基材免受腐蚀和氧化的侵害。
7. 涂料分散性与流变性：涂料中的颜料、填料和添加剂需要均匀分散才能获得良好的涂膜质量，而流变性则影响涂料的流动性和施工性能。
表面张力——精选推荐
表⾯张⼒表⾯张⼒⼀、能够附着或者润湿的条件：液体的表⾯张⼒<基材的表⾯张⼒液体的表⾯张⼒：就是液⾯在空⽓中⾃动收缩的能⼒，对于印刷⽽⾔，它与基材的表⾯张⼒同样重要，在印刷中油墨表⾯张⼒的变化更⼤。
表⾯张⼒对印刷的影响:油墨稀释是表⾯张⼒降低的过程，稀释率越⾼，表⾯张⼒越低。
油墨转移到基材上后，随着溶剂的挥发，油墨的表⾯张⼒逐步升⾼，在⼲燥时达到最⾼。
在印刷过程中油墨表⾯张⼒升⾼的原因有2个：⼀是低表⾯张⼒的溶剂逐步减少，⼆是溶剂，特别是快⼲溶剂的挥发，导致油墨的温度降低，从⽽使油墨的表⾯张⼒升⾼。
油墨表⾯张⼒的变化会对印刷过程产⽣如下影响：1)影响油墨的流平。
表⾯张⼒低的油墨流平较好。
2)影响油墨的附着⼒。
油墨对基材的润湿程度会影响与印刷基材的附着⼒，油墨的表⾯张⼒越低，对印刷基材的润湿程度越好。
3)导致印刷中出现印刷故障，如缩孔等。
⼆、表⾯张⼒对印刷的影响就油墨的润湿来说可分2个阶段，油墨对印版的润湿(即油墨对⽹⽳的润湿)和⽹⽳内油墨对印刷基材的润湿。
只要任⼀阶段润湿不佳，油墨的转移都不能正常进⾏。
油墨"润湿"的界定原则是：接触⾓θs<90°时可润湿，θs>90°时不可润湿。
但在印刷过程中还有动态润湿存在，液滴向左运动(或被润湿物向右运动)，这时就会产⽣两个接触⾓，即动接触⾓。
⼀个接触⾓⼤于θs，为前进⾓θa；另⼀个接触⾓⼩于θs，为后退⾓θr。
速度⼀定时，液滴的表⾯张⼒越⼩，前进⾓越⼩；反之则越⼤。
液滴移动的速度越⼤，前进⾓θa越⼤；当速度⼤到⼀定程度，动接触⾓就⼤于90°，导致可润湿体系变为不能润湿体系(即亲液体系变为不能润湿的憎液体系)。
在能够润湿的条件下，所能容许的最⼤界⾯运动速度叫做润湿临界速度。
在印刷过程的第⼀阶段，墨槽内的油墨是静⽌的，印版滚筒是转动的，属动态润湿状态。
在第⼆阶段，油墨与基材的运动速度相同，属静态润湿状态。
2印刷过程中的润湿
2.1 润湿的基础知识
三、液体在固体表面润湿的类型 第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
3、 铺展
液体在固体表面上扩展时， 液体在固体表面上扩展时，气－固界面被液－固界面取代的 固界面被液－ 同时，液体也铺展的过程。 同时，液体也铺展的过程。
G气相 L液相 Γ LG Γ SG G气相 L液相 Γ LG Γ SL
印刷的实质： 印刷的实质：
油墨 印刷机械 印版 承印物 油墨 印刷机械上的墨辊、印版 印刷机械上的墨辊、 图文部分、 图文部分、承印物表面的 气体被油墨取代
水
印刷机械上的水辊、 印刷机械上的水辊、印版 空白部分的气体被水取代
5
印刷机械
印版
2.1 润湿的基础知识
二、表面张力与表面过剩自由能
第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
－δ W＝γ × d A
恒定的条件下， 在T、P恒定的条件下，体系对外界作的功等于在此过程中体系自 、 恒定的条件下 体系对外界作的功等于在此过程中体系自 由能的减少， 由能的减少，用d GT.P表示
∂G γ ＝ ∂A
d GT.P ＝γ× d A
T.P
8
2.1 润湿的基础知识
三、液体在固体表面的润湿类型 第 二 章 印 刷 过 程 中 的 润 湿
沾湿、浸湿、 沾湿、浸湿、铺展
1、 沾湿
液体与固体接触， 液体与固体接触，将“气－固”界面转变为 “液－固” 界面的过程。 界面的过程。
Γ LG L液相 G气相 Γ SG G气相 L液相 Γ SL
S固相
S固相
SL－γ LG－γ SG
ΔG＝ 或：W i=－ΔG＝γ
或：A=γ
SG－γ SL≥0
第五章润湿功能课件PPT
2021/3/10
16
捕集剂是将亲水的矿物表面变为疏水 的表面，以利于矿物易粘附于气泡上 的药剂。
起泡剂是造成大量的界面，产生大 量泡沫的药剂。
2021/3/10
17
3．矿物泡沫浮选的原理
矿物浮选是借气泡浮力来浮游矿石 实现矿石和脉石的分离方法。
2021/3/10
18
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19
2021/3/10
50
(3)常用的油溶性缓蚀剂
苯并三氮唑及其衍生物 苯并三氮唑是铜、
银合金的有效缓蚀剂。苯并三氮唑可
添加在水溶液中可防止铜变色腐蚀。苯并三 氮唑可以与铜形成一种链状的半永久性聚合 络合物膜，具有较好的附着性。膜厚度为 5nm的单分子化学吸附膜，若金属钢以还原 态的铜存在，膜可达500nm的相膜。此膜对 热有较高的稳定性。在340℃下也不分解， 因此，有较好的缓蚀性能。
2021/3/10
49
若在矿物油中加入十八胺，经过一段
时间后，会出现图5—33(b)的状况，水膜 开始收缩成水滴，若将试片竖起最后水滴 会从试片上脱落下来。如图5—33(c)，
十八胺以氨基上的孤电子与金 属表面晶格中的金属原子中的空d 轨道形成反馈健而吸附于金属表面， 而以疏水亲油的碳氢链伸入油相中 的吸附态吸附于金属—油的固—液 界面上使表面张力下降。
2021/3/10
35
(1)缓蚀剂在金属表面上的吸附 缓蚀剂在金属表面上的吸附是物理吸
附或化学吸附
物理吸附如图5—27所示：在酸性溶液中， 烷基胺，吡啶三烷基磷和硫醇等的中心原 子都有未共用的电子对，它们都能与酸液 中的质子H＋配位，形成带正电荷的阳离子， 由于静电引力，这种阳离子就被腐蚀阴极 区吸附在金属表面的。
基材润湿基础知识
•
在工业生产过程中许多程序是与润湿分不开
• 的，例如颜料在基料中的分散、色浆制造、织物 涂饰,油墨印刷、涂料涂装、乳化、吸附、渗透、 洗洁等等,都离不开润湿、都存在界面、都与表面 活性剂有密切的关系。 • 基材润湿与颜料在基料中的润湿分散还不完 全相同。前者为铺展润湿，后者为浸渍润湿。 • 基材润湿是液体对固体表面的展布润湿，如 印刷、涂漆。液/气界面張力和液/固界面张力都必 须低。浸渍润湿不存在液/气界面，润湿效果取决 于液/固界面張力。液/固界面張力越低效果越好。
• 剂和基材润湿剂就特别重要。特别是高分子量的聚醚改性 的聚硅氧烷和氟碳类的流平剂，它们会快速地在涂膜表面 定向排布，但不能在基材的界面上定向排布，它虽然能降 低涂膜的表面張力，控制涂膜表面状态。但对基材润湿润 却不起作用，所以这类助剂铺展性很差，流平性不佳。润 湿和流平是矛盾的。基材润湿剂会快速地在基材界面定向 排布。导致涂料的表面张力相对变髙，使涂料迅速铺展成 膜帮助了流平。润湿和流平是统一的。但涂料中若含有未 分散好的固体粉料時，其会吸附在这些材质的表面上，吸 附了基材润湿剂的粒子在成膜过程中会形成缩孔施体，特 别是在水性清漆簿膜涂饰時极易出现缩孔。觧决办法是添 加适量的流平剂，保持涂料的表面具有适宜的表面张力。
• • • • • • • • • •
各种基材润湿剂降低表面張力的能力 (0.l%的水溶液, 25℃) 表面活性剂 静态表面張力(mN/m) 烷基壬基酚聚氧乙稀醚 35 高分子量有机硅 表面活性剂 31 Tego Wet KL-245 21 非离子型氟碳聚合 物表面活性剂 17 参照物纯净水 72.5
• •
（3）润湿与铺展的关系 为了验证Glide 410、Wet270、R-6（18碳脂肪酸与6个环氧乙烷 的加成物）对铺展润湿的作用，分别将其制成0.04%的水溶液。观其 外观均有发乳现象，难区伯仲。 • 各取10滴溶液滴到聚酯膜片上，观其流动铺展现象初期流动速度： R-6＞Wet270＞Glide410（几乎不流动）。最终流动面积270 （17.4CM2）＞R-6（16.8CM2）＞410（1.77CM2）。说明铺展润 湿最好是270。R-6也可以，只比270少0.6CM2。 • 在各溶液中添加一定量的BASF有机红观查其润湿情况，沉降速 度：R-6＞270＞410说明润湿最好的是R-6。更有趣的是加颜料后的 铺展面积都比未加时变大：270（18.6CM2）＞R-6（17.6CM2）＞ 410（3.14CM2）。270（18.6-17.4=1.2）、R-6（17.6-16.8=0.8） • 410（3.14-1.77=1.37）。这说明润湿对铺展没有影响，反而会因表 面张力的提升促动了铺展。润湿剂吸附到颜料表面上一部份，畄在液 体表面的量就减少了，表面张力得以提升，促动了铺展润湿。
印刷中的润湿原理-
●表面张力与比表面能
3、表面张力：
F
l A B
h
●表面张力与比表面能
F
l B
3、表面张力：
F＝2γ×l
γ＝F/2· l
A
h
式中：γ被定义为表面张力系数，简称表面张力
表面张力：沿液体表面任一分界面上，垂直作用于单位长度上的力。
量纲：[力/长度]，一般用N/m，dyn/cm表示 1N/m= 103dyn/cm
●表面张力与比表面能
4、比表面能:单位表面积所具有的表面自由能，称为比表面能。 M l M’ F
△x
A
B
金属丝自动收缩后处于M’N’的位置，若恢 复到MN，则液膜变化面积△A：
△A＝2l · △x
外界须作功：
C
D
N
N’
W=F · △x= 2l · γ· △x= γ · △A
γ =W/ △A
g 被定义为比表面过剩自由能，简称“比表面能”
●液体在固体表面的附着条件
3、铺展 定义：一液滴（表面积忽略不计）在1m2固面上铺展时，原有的1m2的固面和液滴 均消失，形成1m2固－液界面和1m2液面。
G气相
L液相
γSG
γLG
γSL
G气相
L液相
S固相
S固相
单位面积体系自由能的变化：ΔG＝γSL＋γLG－γSG 单位面积体系对外所做的功：S=－ΔG＝γSG－γLG－γSL S称之为铺展系数：S的大小表征了液体在固体表面铺展的能力
印刷中的润湿原理
目
录
第一节 润湿的基础知识 第二节 印版表面的润湿 第三节 墨辊和橡皮布的润湿
●什么是润湿
润湿就是指物体表面上的一种流体被另一种流体取代的过程。
润湿功能2021最全PPT
接触角：若在固、液、气三相交界处， 作气—液界面的切线，自此切线经过液 体内固—液交界线之间的夹角，被称之 为接触角(contactangle)，以θ表示。
接触角程度的判断：
θ=0° θ< 90° θ> 90° θ＝180°
完全润湿 润湿
不润湿 完全不润湿
4
第六节 润 湿 剂
在实践中，有时我们希望液体对固体 的润湿性好，有时却要求液体对固体的 润湿性差些。
28
29
它是在水溶液中应用的，织物加热 至120～150ｏC，再经漂洗和干燥可推 测，这一处理会使季铵盐分解为酰胺， 它能在纤维上形成一种醚键粘附于纤维 表面上，具有不透水而能透气的特性。 另外，有机硅聚合物具有硅氧链
第五章润湿功能
1
润湿是一种极普遍的现象，在自然界 中到处可见。人类及动植物的生命转行过 程与润湿息相关。在生产实践过程中也离 不开润湿。例如，胶片的涂布、洗涤、润 滑、原油的开采、农药的喷洒、固液悬浮 体的分离、印染以及颜料在介质中的分散 与稳定等等均与润湿过程有关。但在许多 场合，往往又不希望润湿，例如，防水、 抗粘、泡沫选矿等。
由于润湿取决于在动态条件下表面张 力降低的能力，因此润湿剂 既要能降低 表面张力又要能扩散性好，能很快吸附在 新的表面上．
7
8
9
10
Surfynol 104和AOT是典型亲水基 在中间疏水基带支链的高效润湿 剂。润湿剂有阴离子型和非离子 型、阳离子型的表面活性剂一般 不用作润湿剂。
11
第七节 润湿剂的应用
制的。其中的主成分必有捕集剂和起
泡剂
16
捕集剂是将亲水的矿物表面变为疏水 的表面，以利于矿物易粘附于气泡上 的药剂。 起泡剂是造成大量的界面，产生大 量泡沫的药剂。
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г3
• 润湿效率 = K ·гF1·COSθ ———
---
--------5•精品课件式中 K------常数；
Γ-----基料的表面張力；
r-------颜料粒子集聚体孔隙度的半径；
L------颜料粒子集聚体孔隙度的深度；
η----基料的粘度。
这就是说颜料附聚体易润湿分散，而凝聚体难分散。
•
润湿是使颜料粒子由疏液型的变成亲液型的，润
有利的。由于其多数在基材界面处定向，所以不
会发生层间附着力问题。低分子量的端基改性的
聚硅氧烷化合物对基材的润湿、对涂膜的展布性
都比较理想，是一种良好的基材润湿剂。
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•
（2）基材润湿剂要有良好的舖展性
•
基材润湿剂除具有降低涂膜/基材之间的
界面張力，增加涂膜对基材的润湿性和改善附着
力的作用外。还应有良好的铺展性。涂膜要获得
第二种方法是使用基材润湿剂,降低涂覆材料的表
面 精品课件
• 張力,特别是降低涂料与基材之间的界面張力。
•
这类助剂的品种不很多有传统型的表面活
性剂,特别是非离子型的表面活性剂。聚醚改性的
聚硅氧烷或氟碳化合物。这类助剂的最大特奌是
与所有的表面活性剂一样,分子中必须含有一个亲
水基团和一个疏水基团。这种分子结构,特别有利
速度：R-6＞Wet270＞Glide410（几乎不流动）。最终流动面积270
（17.4CM2）＞R-6（16.8CM2）＞410（1.77CM2）。说明铺展润湿最
•
润湿功可用6式表示
•
Ws = rS – rLS – rLG
…………7
•
将6式代入1式杨氐定理公式中可得7式
•
Ws＝rl (cosθ－1) ………… 8
精品课件
一
• 只有当Ws≥0时，才能发生铺展润湿。也就是说只 有接触角是0時，cosθ值才等于1。Ws才能等于零， 否则就不会产生铺展润湿，只会是浸湿或粘湿。
基材润湿剂及其应用机理
楊其岳
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基材润湿剂
•
1、前言
•
由于环保省资源型涂料的发展，对基材润湿
剂的需求越来越强烈。
•
环保省资源型涂料主要有各类水性涂覆料，
如水性涂料、水性墨及皮革、纸張、织物等用的
涂饰剂。除此之外还有高固体份涂料、无溶剂型 涂料等。
•
这些材料有一个共同的特奌，就是不用或者
少用有机溶剂。因此，使它们拥有一个共同的不
活性物重排过程,所以表面张力达到平衡往往需要
一定时间,这一点对含表面活性剂的水性涂料要特
别注意。达到平衡時的表面张力叫静表面张力(平
時称其为表面张力),隨時间变化的表面张力呌动
表面张力。也可以理觧为：溶液在运动状态下的
表面张力。
•
在涂料中动态表面张力低比髙更有利于颜
料润湿,涂装施工及涂精膜品课的件 形成。
足之处，就是对基材润湿欠佳。其结果就会导致
涂膜展布性不佳、产生表面缺陷、附着力差等弊 病。
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•
富含有机溶剂的涂料,因有机溶剂的表面
张力比较低.所以其对基材具有较好的润湿能力。
而这些环保省资源型涂料,因不含或少含有机溶剂
其表面张力较高,所以对基材的润湿性就比较差,
极易出现上述的病态。
•
特别是水性涂料,在涂料中的有机溶剂被
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•
在工业生产过程中许多程序是与润湿分不
开
• 的，例如颜料在基料中的分散、色浆制造、织物 涂饰,油墨印刷、涂料涂装、乳化、吸附、渗透、 洗洁等等,都离不开润湿、都存在界面、都与表面 活性剂有密切的关系。
•
基材润湿与颜料在基料中的润湿分散还不
完全相同。前者为铺展润湿，后者为浸渍润湿。
•
基材润湿是液体对固体表面的展布润湿，
（1）基材润湿剂必须具备在基材上吸附
的能力，降低固/液界面張力。将0.1%的WET-245
加到水中，可使水的表面張力降到22-23mN/m左右。
在涂膜中它会优先吸附到基材的表面上，降低涂
膜和基材的界面張力，增加涂膜对基材的润湿能
力，改善或提髙涂膜对基材的附着力。因其还具
备降低液/气界面張力的能力，所以对展布性也是
好。
•
③、 当ΓLG = Γ SG -Γ SL，则COSθ = 1，θ =
0°液体会完全润湿固体表面，形成良好的铺展现象。
•
当固体浸渍在溶液中，润湿应是固体的固/气界面
被 固/液界面取代的全部过程，润湿效果取决于固/液
界面張力。与铺展润湿不同不存在液/气界面。润湿效率
Wi 为：
• -- 3
W i= ΓSG －Γ SL
湿剂能润湿颜料粒子还能润湿粉碎后新产生的粒子界面，
能够提髙颜料研磨粉碎的效率。而分散是指被研磨粉碎后
的颜料细小粒子能够稳定地悬地浮保持在分散媒中。不产
生沉淀、浮色、发花、分层等不良现象。由此可见，润湿
中有分散，分散中有润湿，因此才有润湿分散剂之称。
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5、铺展润湿与流平的关系
铺展润湿是表面自由能的变化。这种自由能包 括液体分 子定向吸附在固体表面上产生的吸附热和熵的变化。
表面能液体润湿。这种表面活性剂就是润湿剂。
、润湿作用：是表面張力及界面張力的变化过程， 实质是一种表面置换工程。润湿作用是由液体的 表面張力（rl）、固体的表面張力（rs）和液/固 间的界面張力（rls）三者之间的关系所决定。这 三者之间的关系可用杨氐定理觧释。
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•
杨氐定理如式1所示：
• --1
产生润湿的主要因素是在固/液界面上吸附的化 合物的组成，该物质在界面上的吸附密度和定向方式。固 /液接触角越小润湿效果越好。
流平，是一种运动。是涂料在基材上达到光滑 平整状态的过程。其动力应是各种能量的总和。其中主要 动力是表面张力，该力越高流动流平性越好。请参看式6：
---------6
t = η·L / r
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二、基材润湿剂的应用及其作用机理
• 1、基材润湿剂的类型 • （1）表面活性剂类，各种离子型和非离子型的传
统表面活性剂。例如DO-75、WET-500。 • （2）低分子量的硅氧烷型的表面活性剂。多数是
端基聚醚改性的小分子量的聚硅氧烷。例如WETKL-245、WET-260、270、280等。 • （3）氟碳类表面活性剂，这类表面活性剂降低表 面張力速度快、能力强、稳泡后难于消除。 • （4）其他类型产品，如炔二醇类产品等。
• 当涂料成膜外力取消后，推动流平的力就只有表 面張力了，所以表面张力高，流平效果好。但表 面张力高对润湿不利，又防碍铺展。要调节两者 的平衡，只有依靠液/固界面张力。从6式中可知
只有rLG值小，cosθ值大，才会产生铺展润湿。只
所以流平和润湿有時是矛盾的，有時是统一的。 • 要想获得良好的流平性，就必须提髙涂料对基材
水取代。水的表面張力比有机溶剂髙出2倍至3倍,
对基材的润湿更加困难,尤其是对低表面能的材质
就根本无法润湿,造成涂装困难。
•
实践经验告诉我们:相对液体的表面张力,
基材的表面张力越高,液体包括涂料等涂饰材料,
对基材
• 的润湿性越理想。
精品课件
•
前面只谈了环保省资源型涂料有基材润湿
问题,这並不是说传统的有机溶剂型涂料就不存在
材润湿剂和表面状态控制剂(流平剂)的添加量。
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•
（3）润湿与铺展的关系
•
为了验证Glide 410、Wet270、R-6（18碳脂肪酸与6个环氧乙
烷的加成物）对铺展润湿的作用，分别将其制成0.04%的水溶液。观
其外观均有发乳现象，难区伯仲。
•
各取10滴溶液滴到聚酯膜片上，观其流动铺展现象初期流动
基材润湿问题。在低表面能的材质如PE.PP塑料上,
在被低表面張力物质如油脂污染过的材质上涂装
時,有机溶剂型涂料也会出现润湿困难问题。
•
改善润湿性一般採取两种方法：第一种方
法是进行基材表面处理，清除油污、灰垢：钢铁
表面可以採取打磨、喷沙喷凡处理,有机材质特别
是塑料可以採取电晕处理、火焰喷射处理、酸性
氧化处理等来提髙基材的表面能，增强润湿性。
的润湿性和控制涂料的表面張力。所以选择流平
精品课件
• 剂和基材润湿剂就特别重要。特别是高分子量的聚醚改性 的聚硅氧烷和氟碳类的流平剂，它们会快速地在涂膜表面 定向排布，但不能在基材的界面上定向排布，它虽然能降 低涂膜的表面張力，控制涂膜表面状态。但对基材润湿润 却不起作用，所以这类助剂铺展性很差，流平性不佳。润 湿和流平是矛盾的。基材润湿剂会快速地在基材界面定向 排布。导致涂料的表面张力相对变髙，使涂料迅速铺展成 膜帮助了流平。润湿和流平是统一的。但涂料中若含有未 分散好的固体粉料時，其会吸附在这些材质的表面上，吸 附了基材润湿剂的粒子在成膜过程中会形成缩孔施体，特 别是在水性清漆簿膜涂饰時极易出现缩孔。觧决办法是添 加适量的流平剂，保持涂料的表面具有适宜的表面张力。
于其在液/固界面定向排布,达到基材润湿的目的。
•
涂料在髙剪切速率下,极易失掉表面张力
平衡,出现表面张力差,这种涂料若落到基材上,就
会产生涂膜病态。这就是因动态表面张力失衡,所
造成的涂装或涂膜缺精陷品课。件 必须加添控制动态表面
• 衡的基材润湿剂才能克服解决。
•
动态表面张力,纯粹液体的表面张力在运
动静止后能很快达到平衡,但溶液不同,其中存在
良好的展布性？必须滿足6式要求：固/液和气/液
的界面張力之和不能大于固/气界面张力， 只有
润湿功是正数，才能具有舗展性。一个定型的配
方，基材润湿剂的用量是固定的。在成膜过程中
基材润湿剂会取向于固/液界面定向吸附，必然导