在溶液中,表面活性劑分(fen)子遷移到溶(rong)劑表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian),降低(di) (水(shui)或其他溶(rong)劑) 表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑進行(xing)分(fen)子取向時(shi)極(ji)性基團(tuan)直接朝(chao)向溶(rong)劑表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian),碳(tan)氫鏈伸向空中(zhong),這(zhe)種分(fen)布使得表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)力(li)量平衡(heng),隨之(zhi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)降低(di)。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)持續降低(di)到臨界膠束濃度(du)后保持恒定,表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑分(fen)子分(fen)布于(yu)溶(rong)劑表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian),直到單層結(jie)構形(xing)成。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)現象(xiang)有助(zhu)于(yu)設計有效的(de)墨(mo)水(shui)。因為色料涂布過程(cheng)和這(zhe)些參數有很大關系。著色層的(de)許(xu)多(duo)缺陷(xian)都可(ke)被歸結(jie)為表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)問題。
隨著水(shui)(shui)溶(rong)劑(ji)(ji)型(xing)墨水(shui)(shui)的(de)發展,表(biao)面活(huo)性劑(ji)(ji)被認為(wei)在墨水(shui)(shui)化學中有著特(te)殊(shu)的(de)地位。有機溶(rong)劑(ji)(ji)型(xing)墨水(shui)(shui)具(ju)有打印(yin)(yin)質(zhi)量精細(xi)、印(yin)(yin)面平滑、打印(yin)(yin)強度適(shi)中和顏色整體感強等優(you)點,水(shui)(shui)溶(rong)劑(ji)(ji)型(xing)墨水(shui)(shui)則不具(ju)有這些特(te)性。對于低(di)表(biao)面能(neng)的(de)基(ji)質(zhi),水(shui)(shui)溶(rong)劑(ji)(ji)型(xing)墨水(shui)(shui)會產生濕化問題。
主(zhu)要原因是水作為墨(mo)(mo)水的主(zhu)要成分,產(chan)生了較高的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力,數值(zhi)接近于(yu)(yu)水的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力 72 mN/ m, 而書寫基質的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力值(zhi)一般在(zai) 35 mN/ m~40 mN/ m。只有(you)墨(mo)(mo)水的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力小(xiao)于(yu)(yu)書寫基質的表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力,才能形成無斑點(dian)的有(you)效覆(fu)蓋(gai)。
使(shi)用表面(mian)(mian)活性劑(ji)的(de)作用是降低墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)。當墨(mo)(mo)(mo)滴與(yu)紙(zhi)張(zhang)的(de)接觸(chu)角大于(yu) 140 時才能得(de)到高質(zhi)量的(de)印字,而墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)越(yue)(yue)低接觸(chu)角越(yue)(yue)大。另(ling)外(wai), 墨(mo)(mo)(mo)水(shui)(shui)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)越(yue)(yue)低,有(you)助(zhu)于(yu)得(de)到對于(yu)書寫(xie)基質(zhi)較全面(mian)(mian)的(de)覆(fu)蓋,以提高書寫(xie)印刷質(zhi)量。但是過低的(de)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)很難形成微小(xiao)均勻的(de)墨(mo)(mo)(mo)滴, 一般應使(shi)表面(mian)(mian)張(zhang)力(li)大于(yu)35 mN/ m 。
兩性(xing)(xing)(xing)表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)結構(gou)具有(you)疏水基(ji)和親(qin)水基(ji)。 通過(guo)改變表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)分(fen)(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)(de)親(qin)水部分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)結構(gou),可以(yi)調節與表面張(zhang)力(li)有(you)關的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)。例如,聚甲(jia)基(ji)硅氧烷 (硅樹脂) 使用(yong)(yong)效果(guo)較(jiao)好,硅樹脂油(you)獨特的(de)(de)表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)是(shi)由于疏水的(de)(de) Si - O 基(ji)被親(qin)水的(de)(de)甲(jia)基(ji)所屏蔽。氟(fu)化烷基(ji)可以(yi)進一步(bu)減少表面張(zhang)力(li),氟(fu)原子(zi)(zi)有(you)恰當的(de)(de)共價半徑從(cong)(cong)空(kong)間屏蔽碳鏈,而且(qie)氟(fu)烷基(ji)極少與其他(ta)基(ji)團相互作用(yong)(yong)。氟(fu)表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)可以(yi)從(cong)(cong)全(quan)氟(fu)辛酸 [ n - C7F15COOH ] 的(de)(de)例子(zi)(zi)中看到(dao),在(zai)全(quan)氟(fu)辛酸質(zhi)量分(fen)(fen)(fen)數(shu)為 0101 % 時(shi),水的(de)(de)表面張(zhang)力(li)從(cong)(cong) 72 mN/ m 降到(dao) 1512 mN/ m。