表面張力儀在紡織行業(yè)的應用
應用表面張力分析儀測試各種紡織助劑溶于水后的動(dòng)態(tài)表面張力以及靜態(tài)表面張力,并測試各種紡織助劑的臨界膠束濃度(CMC)。紡織行業(yè)是工業(yè)表面活性劑的用戶(hù)之一,因為絕大多數紡織助劑中都含有表面活性劑。紡織助劑與表面活性劑結構和作用相關(guān)的物理化學(xué)因素相關(guān),其中表面活性劑主要用作滲透劑、乳化劑、消泡劑、柔軟劑、勻染劑、抗靜電劑和洗滌劑,所起的主要作用是洗滌、潤濕、乳化、消泡、勻染和抗靜電。
紡織材料的處理過(guò)程涉及到紡織品的洗滌、滲透潤濕。人造纖維(如聚丙烯,聚酯,聚丙烯腈)和未經(jīng)脫脂的天然纖維,因為他們的臨界表面張力低于水的表面張力,因而水在纖維上不能達到令人滿(mǎn)意的程度。加入洗滌劑后一般都能使水的表面張力下降,因此能讓洗滌劑的有效成分進(jìn)入纖維內部,起到良好的去污效果。
紡織品的染色、印花過(guò)程中氣泡的滯留容易導致成品布上存在斑痕,嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)量,需要添加消泡劑,消泡劑的加入能夠消除這些過(guò)程中產(chǎn)生的泡沫,而相應的消泡劑選擇依據需要了解這些消泡劑表面活性性質(zhì)(表面張力、臨界膠束濃度、界面張力)。
利用茶皂素研制洗滌劑提供依據,應用表面張力分析儀對茶皂素溶液的表面張力、起泡力和泡沫穩定性及去污能力進(jìn)行了測定,同時(shí)研制了復配型茶皂素洗滌劑,并檢驗了該洗滌劑對絲毛織物的洗滌效果。結果表明,茶皂素溶液質(zhì)量分數由0.0012%增加到0.050%時(shí),其表面張力由6.5mN/m降低至3.6mN/m。
與人工合成的表面活性劑比較,茶皂素溶液的起泡力較弱,但其泡沫穩定性強,而且茶皂素的起泡力對水的硬度變化極不敏感;茶皂素單獨使用時(shí),去污力不如合成表面活性劑強;當與合成表面活性劑復配后,去污力顯著(zhù)強,茶皂素洗滌劑對絲毛織物具有洗滌效果。
以往電鍍液的更換或何時(shí)再添加接活性劑(如促進(jìn)劑),是以經(jīng)驗值或時(shí)間來(lái)決定,如此做法是無(wú)法量化數據化,不知所以然的做法。電鍍液中除了含有欲鍍上之金屬離子,電解質(zhì),錯合劑外尚有有機添加劑(光澤劑,結構改良劑,潤濕劑),其中潤濕劑是影響被鍍物(導線(xiàn)架,銅箔基板,構裝基板)與金屬離子,光澤劑之類(lèi)等物質(zhì)之間附著(zhù)力好壞。鍍膜易剝離是因接口活性劑選用不對或是濃度不對所造成。
1.如何選定附著(zhù)力好的電鍍液主要是電鍍液供貨商配方問(wèn)題,使用者可依供貨商所提供電鍍液實(shí)際去鍍看看結果如何而選定,選定后以這新電鍍液去測量表面張力值,以這個(gè)值當進(jìn)料檢驗標準值。電鍍液效果好壞還有因選用電鍍設備有關(guān),如使用何種電源供應器,選用何種電源供應器技術(shù)原理,是整個(gè)電鍍設備的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。
2.制程中電鍍液表面張力監控理論上電鍍液表面張力愈小,表示電鍍液愈容易滲入小縫隙里面,愈容易在被鍍物表面潤濕,也就是愈容易使用金屬離子鍍上去。但在品質(zhì)與經(jīng)濟效益需取得平衡點(diǎn),故表面張力值需控制在哪一點(diǎn),這必須有賴(lài)使用者去抓。因每一家所考慮的都不一樣,故無(wú)一定標準。
但有一點(diǎn)需先抓出來(lái),因為超過(guò)CMC點(diǎn)后,表面張力反而不會(huì )改變,不但沒(méi)達到預期效果且浪費接口活性劑。在CMC點(diǎn)之前的任何表面張力值,選一點(diǎn)你們認為制程上的,作為監控的標準值。當CMC點(diǎn)與標準值定下來(lái)后,再定時(shí)作電鍍液取樣量測。
3.結論假設金屬離子(欲鍍物)濃度是在控制范圍內,但因無(wú)法滲入較小縫隙內,會(huì )造成縫隙內厚度不均勻甚至沒(méi)鍍到,或因潤濕性不好除了厚度不均勻外,更是造成易剝離主要原因。表面張力計與底材表面自由能分析儀界面科學(xué)領(lǐng)域中,有一物化性質(zhì)很值得去了解與應用它,尤其在精密化學(xué),半導體,光電等新興科技產(chǎn)業(yè),制程改善和品保方面常會(huì )碰到界面問(wèn)題,但因人們沒(méi)深入去了解此一物化現象,似懂非懂,沒(méi)有很清晰建立起正確觀(guān)念,這些觀(guān)念就是液體表面張力,固體表面自由能與表面自由能分布,和潤濕功在實(shí)務(wù)解釋?xiě)蒙纤淼囊饬x如何,因而無(wú)法利用這些觀(guān)念去發(fā)現問(wèn)題之所在,以謀求解決之道。只要把這物化性質(zhì)清晰了解后,配合表面張力計和底材表面自由能分析儀的數據,相信可以解決許多表面張力方面的問(wèn)題。