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表面自由能和表面能之间有什么区别

当它归结为此时,这是另一个纯粹的语义问题,就像我们在另一篇文章中处理的那个比较条款“表面张力”和“表面能”。表面自由能在特定空间中是自由能 - 材料表面。自由能量,在最热力学上纯粹的意义上,指的是可以使用工作的能量,引起动作,发生一些事情。表面自由能涉及可用于在材料表面工作的能量。

对于制造商和任何涉及粘附,清洁,粘合,涂料,油墨和涂料配方,密封或涉及与其他表面相互作用的表面的任何其他过程,通常缩短了表面自由能的表面表面能量

表面是危急对于上面列出的所有流程,它们通常留下了未测量,因此即使他们对所有行业的产品制造商的性能直接影响。

控制制造装置中的控制表面控制所使用的材料的表面能。

表面由化学相互作用的分子组成,以及构成它们与其接触的其他材料表面的分子。为了改变表面能,必须理解,通过清洁和处理可以被移除,更换或以其他方式被移除,更换或以其他方式进行操作,以产生不同水平的表面能量并获得所需的结果。为了控制表面能,必须在整个过程中测量,在整个过程中改变表面的化学方法,以确定它发生变化和多少。这样,可以在粘合或清洁过程中适当的时间来实现必要的表面能的精确量。

要了解分子如何创建强债券和化学清洁表面的工作,我们需要了解将它们拉在一起并弥补可用的总表面自由能量的吸引力。

Dispersive与极性表面能

当我们谈论表面的能量时,我们正在谈论这种表面要做的工作能力。这实际上是表面移动分子的能力 - 这种运动需要能量。重要的是要记住构成该表面的表面和分子是相同的。没有分子,没有表面。没有能量使得这些分子可以进行抓住粘合剂的工作,没有粘合。

在物理能量等于工作。这两者都是相同的公式:

力x距离=工作

力x距离=能量

ergo:

工作=能量

因此,工作和能量彼此直接成比例。更多的工作需要更多的能量。如果您有更多的能量,工作会随着它而增加。分子做工作的能力来自分子对其他分子的吸引力。这些景点出现了分子可以相互作用的几种不同方式。

从根本上,分子相互作用,因为它们具有在分子之间吸引相反的电荷的正面和负电荷。分子具有漂浮在其外部的电子云。这是因为这些连续移动的电子,分子在分子的给定区域的电荷中具有可变性。如果所有分子都均匀地电荷,则没有分子将彼此吸引。想象一下,两个球轴承各自具有均匀的电子横跨它们的表面分布。既不是彼此吸引,因为它们都会被带来负面的充电,并且没有被吸引积极的费用。

幸运的是,在现实世界中,这些电子云处于恒定运动,在任何时候都在时间内有些区域更积极或更大充电。如果您有两种分子,这些分子在任何时间点随时都会随机充电,它们会感到彼此的一点点吸引力。由分子周围的电子云中的正和负电荷随机重新分布产生的力分散力

这些力量非常弱。所有分子之间存在分散力,无论分子的结构或组成如何与由分子结构导致的极性力直接对比。

例如,色散力是氮分子之间存在的唯一力。在室温下,氮是气体,因为即使在最温度下,分散力太弱以抵抗热振动,并将氮分子保持在一起。仅当我们通过低于-195℃的冷却时除去几乎所有热能时,氮气仅成为液体。一旦热能减小,弱分散力能够克服热振动,并且可以将氮分子拉到一起形成液体。

如果我们看水,它具有与氮气相似的大小和质量的分子,但水分子具有不同的结构和组成而不是氮分子。因为水是非常极性的分子,所以分子彼此非常强烈地吸引,水仍然是液体,直到它达到高于100℃,其中热能克服将分子保持在一起,水变为气体。

理解的关键点是差异力量在吸引分子彼此的分散和极性力之间。当我们谈论这些有吸引力的力量导致的表面能量时,请记住这一点。

分散表面能量

色散表面能是表面能的成分,从材料表面上的分子中的分子中的分散来产生。总表面能量是吸引分子彼此吸引分子的所有吸引力的表达。分散表面能量是该总量的组成部分,即使它们是弱和波状成分。

你应该什么时候关心分散表面能量?

不同材料的分散表面能不同。高度芳香族聚合物与聚苯乙烯一样有很多苯环和其表面能的相对大的分散成分。类似地,由于含有大的,PVC也具有相对大的分散表面能量与它们的总表面能量相对大的分散表面能量分量杂原子如氯。

因此,在制造过程中分散能量在制造过程中起作用的作用的大小取决于所使用的材料。然而,由于色散力在特定的分子结构上取决于这么少,因此我们非常有限地控制它们。

极性表面能量

基于这些波动的分散电子伴随的相互作用不是分子彼此相互作用的唯一方式。由于某些结构特征,分子可以与其他分子相互作用,这些结构特征在分子之间产生其他有吸引力的力。有许多方法可以对这些其他力进行分类,例如酸碱相互作用,其中分子通过它们接受或捐赠电子的能力相互作用。

一些分子具有产生永久性偶极子的结构特征 - 这意味着除了分子周围的电子的随机分散之外,分子的部分总是比其他部分更大或负。这些永久性偶极子相互吸引得比分散相互作用更强烈。

由于它们的结构,一些分子具有积极或消极的永久性充电的区域。极性表面能量是表面能的成分,从分子之间的这些电荷的吸引力产生

我们可以方便地在极性相互作用的伞下块的所有非分散相互作用。

分子的分散特征是分子尺寸的函数,具体地,存在多少电子和质子。我们对电子和质子的数量没有太大控制,这限制了我们控制表面能的分散成分的能力。

然而,极性成分由质子和电子的位置决定 - 分子的形状。我们可以通过诸如电晕处理和等离子体处理等处理方法来改变电子和质子的分布方式。它类似于我们如何改变粘土的形状,但它将始终保持相同的质量。

为什么极体力量很重要?

极地力非常重要,因为当我们执行表面处理时,它们是我们控制的表面能的组成部分。偶极 - 偶极吸引力负责大多数粘合剂,涂料和油墨之间的强粘合。我们可以通过清洁,火焰处理,电晕处理,等离子体处理或任何其他形式的表面制备来增加表面能的极性成分,从而提高粘合性能。

我们可以通过在同一表面上使用两次的相同侧两次,通过在表面上将具有低能量的物质引入表面来无意中减小表面能的极性分量。另外,表面可以过度处理,导致它挥发并降低表面能。当表面根本不在生产中,表面能的极性成分也改变。放入储存的干净表面将吸引来自环境的分子,包括包装材料。这改变了表面的分子景观,可以降低表面能。

我们几乎没有控制分散力的大小。这些力基本上是固定的,在制造中,在试图改变分散力时几乎没有价值,以控制表面质量以实现可靠的粘附性。

当我们工程师或改变表面时,我们正在工程表面能量的极性部件的性能。因此,如果我们想开发一种表面处理过程来控制我们材料的表面,那么我们希望控制表面的极性分量。

你如何计算表面自由能量?

表面自由能量是在分子之间作用的所有单独力的总和。有一些表面自由能方面。如果我们决定认为所有非分散力作为极地力,则表面自由能量的计算很简单。公式是:

γ.S.=γ.S.D.S.P.

你什么时候需要表面自由能量,你什么时候需要表面能量?

当涉及到制造可靠产品的表面处理、清洁和准备时,表面自由能与表面能相同。

S.ince production requirements concerning a wide array of processes, such as bond performance of joints, proper adherence of inks on plastics or coating performance of “self cleaning” coatings on smartphone screens, rely on surface properties being controlled, it’s quite important to appreciate surface energy as a manufacturing concept of consequence.

表面能源出现来自不同的方式分子彼此吸引。分子之间的极性相互作用对于粘附和清洁过程最为重要,因为这些分子水平相互作用是我们通过表面处理,研磨,打磨,洗涤,擦拭或任何其他表面制备方法具有最大控制的。

对极性和分散成分和表面张力的知识在粘合剂,油墨和涂料的发展中可能是重要的。但是,对于使用粘合剂,油墨,涂料和涂料的制造产品,我们通常只需要注意表面能的极性成分,因为它是由制造过程的影响。

测量总表面能量是相对复杂和易于易受的过程。然而nba直播欧宝 单个液体,如水,几乎完全由表面能的极性成分确定。因此,通过测量由表面上一滴水的高度产生的角度,我们可以以令人难以置信的精度,表面能量的极性分量如何变化。通常,表面能越高,角度越小,由于水滴被吸引到表面并涂抹或润湿。低表面能导致水撞击并收缩到表面上的小气泡中,产生大的接触角。这种接触角测量与表面能的一致性与粘合性能相关性,使制造商能够保证其产品的强度可靠和可重复的方法。

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