جزئیات وبلاگ

کشش سطحی و تاثیرافزودنی ها بر آن

مفهوم کشش سطحی:

کشش سطحی در رنگ‌ها به نیرویی گفته می‌شود که مولکول‌های سطحی مایع رنگ را به سمت درون مایع می‌کشد و باعث می‌شود سطح رنگ مانند یک لایه کشسان عمل کند. این پدیده ناشی از عدم تعادل نیروهای بین‌مولکولی در سطح مایع است؛ مولکول‌های درون مایع از همه طرف نیرو دریافت می‌کنند، اما مولکول‌های سطحی فقط از پایین و اطراف، و نه از بالا (چون در تماس با هوا هستند)، نیرو می‌گیرند. نتیجه این عدم تعادل، ایجاد نیرویی به سمت داخل است که سطح مایع را منقبض می‌کند.

در صورت بالا بودن بیش از حد، ممکن است باعث ایجاد عیوبی مانند حباب، لکه یا پوست پرتقالی شود و در صورت پایین بودن بیش از حد، ممکن است باعث جریان بیش از حد رنگ و شره کردن شود.

تاثیر انواع افزودنی ها بر کشش سطحی

همتراز کننده ها (Leveling Agents):

آن‌ها با کاهش اختلافات محلی در کشش سطحی که ممکن است در طی فرایند خشک شدن رنگ ایجاد شود، کمک می‌کنند تا رنگ به‌طور یکنواختی پخش شده و یک پوشش صاف و یکپارچه تشکیل دهد. در طی خشک شدن، تفاوت‌های کوچک در کشش سطحی می‌تواند باعث ایجاد نقص‌هایی مانند اثر قلم‌مو، لکه‌های نامنظم یا برآمدگی‌های سطحی شود؛ همتراز کننده‌ها با تعدیل این اختلاف‌ها جریان روان رنگ را تقویت کرده و از بروز این عیوب جلوگیری می‌کنند.

ضد کف ‌ها (Anti-foam Agents):

وقتی ضد کف وارد فرمولاسیون می‌شود، به سطح حباب‌های هوا در مایع رنگ مهاجرت کرده و با کاهش کشش سطحی در آن نواحی، نیروهای ماندگاری حباب‌ها را تضعیف می‌کند. این کاهش کشش سطحی، باعث می‌شود که حباب‌ها به سرعت همگرا شوند و به یکدیگر متصل شده و در نهایت فروپاشی کنند. در نتیجه، تشکیل کف و ایجاد نقایص ظاهری در پوشش رنگ به حداقل می‌رسد و رنگ قابلیت ایجاد یک لایه صاف، هموار و یکنواخت را پیدا می‌کند .

دیسپرس کننده ها (Dispersing Agents):

این افزودنی‌ها با هدف اصلی پخش یکنواخت و پایدار ذرات رنگدانه در محیط مایع طراحی شده‌اند، اما ساختار آمفی‌فیلیک آن‌ها (دارای بخش‌های قطبی و غیرقطبی) باعث می‌شود که در سطح ذرات رنگدانه جذب شده و زاویه تماس بین رنگدانه و بایندر را کاهش دهند. این کاهش زاویه تماس، در عمل به معنای کاهش کشش سطحی موضعی است که به بهبود ترشوندگی و یکنواختی پوشش کمک می‌کند.

در نتیجه، دیسپرس‌کننده‌ها با کاهش انرژی بین سطحی و جلوگیری از لخته شدن ذرات، نه‌تنها پایداری سیستم رنگ را افزایش می‌دهند، بلکه با تنظیم کشش سطحی در مقیاس میکروسکوپی، از بروز عیوبی مانند لکه، حباب یا ناهمواری سطحی جلوگیری می‌کنند.

اثر رزین سیلیکونی بر کشش سطحی رنگ:

رزین‌های سیلیکونی به دلیل ساختار شیمیایی خاص خود، یکی از مؤثرترین افزودنی‌ها در کاهش کشش سطحی رنگ‌ها هستند. این رزین‌ها معمولاً از زنجیره‌های سیلوکسان (–Si–O–Si–) تشکیل شده‌اند که انرژی سطحی بسیار پایینی دارند. این ویژگی باعث می‌شود که وقتی به فرمولاسیون رنگ اضافه می‌شوند، کشش سطحی رنگ مایع کاهش یابد و در نتیجه رنگ بتواند به ‌راحتی روی سطوح مختلف حتی سطوح آب‌گریز مانند پلاستیک‌ها پخش شود.

نکته مهم این است که اگر رزین سیلیکونی با سیستم رنگ امتزاج ‌پذیری کافی نداشته باشد، ممکن است به‌جای بهبود، باعث بروز مشکلاتی مانند خزیدن (crawling) یا کاهش چسبندگی بین لایه‌ها شود.