基材润湿基础知识

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。

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。

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。

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。