ep专题之粉末涂料三表面张力3亮度

ep专题之粉末涂料(三)表面张力3

(三)表面张力理论的简述

1、表面张力和表面能

通常情况下，一般要使一个体系形成新的表面是需要做功的，或者是说要给体系一定的能量。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，如最常见的把肥皂泡吹大，它是需要我们给它一个能量，这就说明表面比本体有更多的能量。表面能是指：在平衡状态下，单位表面积能量的增加值okmart.com。对于表面张力，是指对于流动性的液体，可以认为总是处于平衡状态，换一种方式表达，也可以用作用在单位长度上的力来表示，这个力我们称之为表面张力。

表面能的SI单位mJ/m2,表面张力的SI单位是mN/m,它们是同量纲、同数值，常用希腊字母у表示。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，对于一个体系若是组成一定，它的表面张力在一定温度和压力下是恒定的，若增加表面积△A，体系能量的增加△G有如下的公式：△G=y△A(a)。

由此可知，任何体系都是趋向处于能量最底的状态。式(a)表明，液体只有总是趋向于表面积△A最小，才能使体系的能量降低。通常我们所看到的水滴呈球状，就是因为在各种形态中，球形表面积是最小的，故而下雨时，雨滴总是呈现球状(此处忽略了重力)。

同理对于(a)式，如果表面积△A不变，使体系能量降低的方法是使表面张力y降低，这样，通常一般物体为降低自身体系能量，总会去吸附一些表面张力比自己低的物质。例如：通常一般衣物总是沾上油之类的低表面张力的物质。在粉末涂料熔融流平时，多组分共存的情况下，表面张力低的物质总是趋向于富集在涂膜表面，以降低整个体系的表面张力。如有些非化学消光的蜡粉就是利用此原理来达到消光目的的。

2、表面张力应用在界面上

一般所说的表面是指液体或固体与空气的界面，表面张力与表面能的理论适用与一切界面，在任何界面上都存在界面能或者称为界面张力。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，在液体滴在固体表面时，常形成一液滴停留在固体上(如图2)，在此三相体系中，自固(s)/液(l)界面经液体内部到液(l)/气(g)界面的夹角，我们称之为接触角，用θ比表示。现在，我们对接触角顶点作力的分析，接触角与固/气的界面张力(ygs)、固/液的界面张力(ysl)、液/气的界面张力(ylg)之间存在如下的方程关系：

图2:界面上的表面张力分析

对与(b)式我们称之为润湿方程。从(b)式可知，欲使液滴铺层流平即80℃，那么ysg越大越好，ysl越小越好。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，通常粉末涂料颗粒熔融时的表面能与一般液体相近，所以可以用此式分析粉末涂料成膜过程。

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