在溶液中,表面活性劑分(fen)子遷移到(dao)溶(rong)(rong)劑(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),降(jiang)低 (水(shui)或其他溶(rong)(rong)劑(ji)) 表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)進行分(fen)子取向(xiang)(xiang)時極性(xing)基團直接(jie)朝(chao)向(xiang)(xiang)溶(rong)(rong)劑(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),碳氫(qing)鏈伸向(xiang)(xiang)空中(zhong),這種分(fen)布使(shi)得表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)力(li)(li)(li)量平衡,隨之表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)降(jiang)低。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)持續降(jiang)低到(dao)臨(lin)界膠束(shu)濃度后保持恒定,表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)分(fen)子分(fen)布于(yu)溶(rong)(rong)劑(ji)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian),直到(dao)單(dan)層結(jie)構形成。表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)現象有(you)助(zhu)于(yu)設計(ji)有(you)效的(de)墨水(shui)。因為(wei)色(se)料(liao)涂布過(guo)程和這些(xie)參數有(you)很大關系。著色(se)層的(de)許多缺(que)陷(xian)都可被(bei)歸結(jie)為(wei)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)問題(ti)。
隨著水(shui)溶劑(ji)型墨(mo)水(shui)的(de)發(fa)展(zhan),表面(mian)活性(xing)劑(ji)被認為在墨(mo)水(shui)化(hua)學中有(you)著特殊的(de)地位。有(you)機溶劑(ji)型墨(mo)水(shui)具(ju)(ju)有(you)打印質(zhi)量精細、印面(mian)平滑、打印強(qiang)度(du)適中和顏色(se)整體感強(qiang)等優點,水(shui)溶劑(ji)型墨(mo)水(shui)則不具(ju)(ju)有(you)這(zhe)些特性(xing)。對(dui)于低(di)表面(mian)能的(de)基質(zhi),水(shui)溶劑(ji)型墨(mo)水(shui)會產生濕化(hua)問題。
主要原因(yin)是水(shui)作為墨水(shui)的(de)(de)(de)主要成分,產生了(le)較高的(de)(de)(de)表面張(zhang)力(li),數(shu)值(zhi)接近于(yu)水(shui)的(de)(de)(de)表面張(zhang)力(li) 72 mN/ m, 而書(shu)寫基質的(de)(de)(de)表面張(zhang)力(li)值(zhi)一般在 35 mN/ m~40 mN/ m。只有墨水(shui)的(de)(de)(de)表面張(zhang)力(li)小于(yu)書(shu)寫基質的(de)(de)(de)表面張(zhang)力(li),才(cai)能形(xing)成無(wu)斑(ban)點(dian)的(de)(de)(de)有效覆蓋。
使(shi)用表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性劑的作(zuo)用是(shi)降低墨(mo)(mo)水的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力。當墨(mo)(mo)滴(di)與(yu)紙張(zhang)(zhang)的接觸(chu)(chu)角大于(yu) 140 時才能得到(dao)高(gao)質(zhi)量(liang)的印(yin)字,而墨(mo)(mo)水表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力越(yue)低接觸(chu)(chu)角越(yue)大。另(ling)外(wai), 墨(mo)(mo)水表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力越(yue)低,有助于(yu)得到(dao)對于(yu)書(shu)寫(xie)基(ji)質(zhi)較(jiao)全面(mian)(mian)的覆(fu)蓋,以提(ti)高(gao)書(shu)寫(xie)印(yin)刷質(zhi)量(liang)。但(dan)是(shi)過低的表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力很(hen)難(nan)形成微小均勻的墨(mo)(mo)滴(di), 一般應(ying)使(shi)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力大于(yu)35 mN/ m 。
兩性表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑分子結(jie)構(gou)(gou)具有(you)疏水(shui)基(ji)(ji)和親(qin)水(shui)基(ji)(ji)。 通(tong)過改變表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑分子的(de)親(qin)水(shui)部分的(de)結(jie)構(gou)(gou),可以調(diao)節(jie)與表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力有(you)關的(de)性質(zhi)。例(li)如,聚甲基(ji)(ji)硅氧烷(wan) (硅樹(shu)脂(zhi)) 使(shi)用效果較好,硅樹(shu)脂(zhi)油(you)獨特(te)的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性是由于(yu)疏水(shui)的(de) Si - O 基(ji)(ji)被親(qin)水(shui)的(de)甲基(ji)(ji)所屏蔽(bi)。氟化烷(wan)基(ji)(ji)可以進一(yi)步減(jian)少表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力,氟原子有(you)恰當的(de)共價半(ban)徑從(cong)空間屏蔽(bi)碳鏈,而(er)且(qie)氟烷(wan)基(ji)(ji)極少與其(qi)他基(ji)(ji)團相互作用。氟表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性劑可以從(cong)全氟辛酸(suan) [ n - C7F15COOH ] 的(de)例(li)子中看(kan)到(dao),在全氟辛酸(suan)質(zhi)量(liang)分數為 0101 % 時,水(shui)的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力從(cong) 72 mN/ m 降(jiang)到(dao) 1512 mN/ m。