Kiểm soát độ bám lỏng hoặc độ bám khô bằng sức căng bề mặt

Ghi chú quan trọng

Sơn có thể phân tán dễ dàng hay không (góc tiếp xúc lớn hay nhỏ) được xác định bởi sự tương quan giữa sức căng bề mặt của sơn (hoặc dung môi) và vật được sơn. Sơn sẽ phân tán tốt khi sức căng bề mặt của vật được sơn cao hơn so với sức căng bề mặt của sơn. 

1. Hiện tượng sơn có vết lõm và sức căng bề mặt

Khi tính tương thích giữa lớp sơn và bề mặt được sơn không tốt, sơn sẽ không tạo ra lớp che phủ đồng đều, và bề mặt của vật được sơn có thể  nhìn rõ qua lớp sơn. Hiện tượng này được gọi là “Lõm sơn do sơn phân tán không đều” (sơn co lại tại các vết lõm trên màng sơn). Lỗi vệt lõm có hai loại: “Lõm sơn do lỗi phân tán” và ‘Lõm sơn do vật ngoại lại”-  lỗi này sẽ được bàn luận sau. Hiện tượng này phụ thuộc vào sức căng bề mặt của sơn và góc tiếp xúc giữa sơn và bề mặt. Khi dung môi bay hơi và thể tích của sơn giảm, lực căng bề mặt làm sơn rút thành dạng giọt nước phù hợp với thể tích và góc tiếp xúc (θ), khiến bề mặt được sơn bị lộ ra ngoài. Đây chính là “Hiện tượng màng sơn ướt bị co rút tạo thành các vệt lõm trên bề mặt sơn”.  Vì dung môi là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến lực căng bề mặt của sơn, việc chọn dung môi phù hợp rất quan trọng để ngăn chặn hiện tượng này. 

2. Sức căng bề mặt và Góc tiếp xúc

Các dung môi có độ căng bề mặt cao thường dẫn đến hiện tượng gọi là “lõm sơn” khi bề mặt lớp sơn được dàn trải đều. Điều này đặc biệt đúng đối với sơn gốc nước. Tuy nhiên, việc xảy ra hiện tượng “lỡm sơn” còn phụ thuộc vào tính chất của bề mặt cần được sơn. Nếu sức căng bề mặt của bề mặt (γS) cao hơn so với sức căng bề mặt của sơn (γL), góc tiếp xúc (θ) trở thành không độ, nghĩa là sơn không co lại và phủ lên bề mặt một cách hoàn toàn, từ đó ngăn chặn hiện tượng “lõm sơn.” Nguyên tắc cơ bản này vẫn đúng ngay cả khi sự ảnh hưởng của độ căng bề mặt phức tạp: nếu γS lớn hơn γL, và θ = không độ, thì “hiện tượng lõm sơn” sẽ không xảy ra. 

3. Khi nào màng sơn phủ xuất hiện hiện tượng lõm sơn

Hầu hết các chất rắn có sức căng bề mặt cao hơn so với dung môi hữu cơ, vì vậy thông thường, sơn chứa dung môi hữu cơ không gây ra hiện tượng sơn bị lồi lõm, tạo giọt trên bề mặt. Tuy nhiên, Teflon là một ngoại lệ mặc dù nó có sức căng bề mặt rất cao. Ngay cả khi được trộn với dung môi hữu cơ, Teflon có xu hướng đứt gãy liên kết với dung môi, do tính kháng nước và kháng dầu tự nhiên của nó. Ngoài ra, nước-chất có sức căng bề mặt cao, sẽ tạo ra hiện tượng giọt nước (de-wetting) trên bề mặt vật liệu nhựa. Tuy nhiên khi nước được sử dụng như một loại dung môi trong sơn, một số chất phụ gia hoạt động bề mặt sẽ được thêm vào để chỉnh sức căng bề mặt và ngăn hiện tượng sơn tạo giọt trên bề mặt lớp phủ (de-wetting).

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *