【图文小析】液体表面张力

前面我们说过涂料涂装常见弊病很多由“表面张力”引起，今晚就插一下表面/界面张力的一二三四五。。。

先来个难懂的定义，以显示偶们的专业

界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区域，如其中一相为气体，这种界面称为表面。在固体和液体相接触的界面处，或者在两种不同液体相接触的界面上，单位面积内两种物质的分子，各自对于本相内部相同数量的分子过剩自由能之总和，就称为表面张力。

难懂不要紧，下面图文解说。

像下面这个图中红圈的就是表面

表面分子间距比较稀松，间距大于平均半径，分子间的相互作用力表现为相互的吸引力。而表面的分子由于受的吸引力的合力不为零，产生一个指向内部的净吸力。像下图箭头所示。

还可以简化成下图

这个合力（我们将就理解成表面张力吧）与界面的切线相垂直，而指向液体一侧，那么就使得液体表面产生紧绷的赶脚。专业点儿讲就是：液体都有一个向内部压缩的趋势。换句话说，增加液体的表面积需要克服张力做功，所做的功转换成物质的表面能。

来举个栗子

像这样的。。。棉线被液膜拉成弧形

液体和固体都有表面张力，而且是物质的固有属性，当然也受环境影响，他们都有固定的数值，如下表列出一些物质的表面张力。

那界面张力呢，常见相态除了和气体的表面，其他的不同相态或者不同物质接触的界面处具有的张力就是界面张力啦，哈哈正确的废话。

看图

我们重点说说液体-固体界面张力。如下图，一滴液体在某固体表面上。

o这个点处受力平衡，不再有其他外力时，液滴可以在固体表面上维持一定的性状稳定存在。这个形状由那个弧形箭头的角（接触角or润湿角）来量化表示。由他的大小表征出液体在固体上具有的形态特征。如下图

这个不润湿的情况很常见。。。

还有这个汞滴。。。

那么是什么导致的这个润湿和不润湿的情况呢，最直接的是液体和固体（基材）的表面张力（or表面能）之差异，差别越大越不容易润湿。在一般情况下，液体表面张力越小越易润湿，基材表面张力越大越易润湿。

特别的是铺展，当润湿角为零时，液体在固体上能自由展开。我们用铺展系数来表示铺展能力的大小。

那么我们希望涂料或者胶粘剂对基材的润湿要好，涂料或胶粘剂在基材上的铺展能力越高越好。

在水性涂料中，表面张力知识有很多应用，比如

•乳液的制备与乳化

• 颜填料的润湿、分散与安定

• 消泡与抑泡

• 涂装中的流平、橘皮与缩孔

• 乳液体系的稳定与聚沉（破乳）

常温下水的表面张力是72.8，比有机物（高聚物或有机溶剂）的表面张力大，一般可以通过添加表面活性剂的方式，降低水溶液的表面张力，以带来更好的润湿铺展能力。

下面是一些溶于水的物质导致水体系表面张的变化图

表面活性剂在日常生活和工业中应用非常广泛，洗衣粉、洗洁精、香皂、牙膏等等。。。

看美女洗澡，又能润湿皮肤又能去“污”。

在水性涂料中的应用主要有：

• 降低表面张力（主要是动态的）

• 帮助润湿各种基材材料

• 预防表面缺陷

• 促进产品的流平

• 对气泡是无作用或消泡

• 耐沾污性

就这样全文结束吧

来源：涂料咖盟 创作编辑

资料提供：一缕苍苔

本期编辑：zgpmofei

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