Úvod do povrchové energie

Základy povrchové energie

Všechny materiály mají vlastnosti, jako je hustota nebo bod tání, které nám pomáhají je charakterizovat a rozlišovat mezi nimi. Další vlastností materiálů je povrchová energie: je to míra toho, jak jsou molekuly materiálu přitahovány k sobě navzájem a k molekulám jiných materiálů. Povrchová energie je dobrým měřítkem toho, jak snadné nebo obtížné může být přilnout k danému povrchu.

Podívejte se, jak může být díky různým úrovním povrchové energie materiál snadno nebo obtížně lepitelný.

Co je to smáčivost?

„Smáčivost” neboli „smáčení” se objevuje, když se kapalina při nanášení na povrch pevné látky roztéká nebo roztahuje do šířky. Smáčení umožňuje lepidlu dosáhnout těsného kontaktu s povrchem lepeného materiálu. V závislosti na povrchové energii materiálu se lepidlo přirozeně navlhčí a rozteče se po povrchu nebo bude mít tendenci vytvářet kapičky. Smáčivost je nutnou podmínkou pro vytvoření lepeného spoje.

Dobrá smáčivost – voda se roztéká
Špatná smáčivost – voda tvoří kapky

Smáčivost u materiálů s vyšší a nižší povrchovou energií

Materiály s vyšší povrchovou energií se snadněji smáčejí než materiály s nižší povrchovou energií. Vezměte si pánve na výše uvedených obrázcích. Má-li pánev vyšší povrchovou energii, budou se kapičky vody roztékat po povrchu a vytvářet tenký film. Má-li pánev nižší povrchovou energii (třeba díky potažení nepřilnavou vrstvou), kapičky vody se budou zvětšovat. Toto probereme podrobněji v následujících kapitolách.

Měření povrchové energie

Jak snadné nebo obtížné je, aby se lepidlo smáčelo s povrchem materiálu, závisí na povrchové energii materiálu. Povrchová energie je, jak by se dalo očekávat, vyjádřena v jednotkách energie na plochu. Obvykle se měří v jednotkách zvaných „dyny”, kde 1 dyn/cm se rovná 1 mJ/m.

Nejčastěji se povrchová energie měří pomocí vody. Když se na povrch umístí kapička vody, bude do určité míry korálkovat. Je-li povrchová energie nulová, kapka teoreticky vytvoří dokonalou kouli. Je-li naopak povrchová energie nekonečně vysoká, vytvoří kapička vody dokonale jednotný film. Ve všech případech mezi těmito dvěma extrémy můžeme měřit úhel na okraji kapičky (u koule by tento úhel byl 0°; u filmu by to bylo 180°).

Pokud by vás zajímalo:

Proč se k měření povrchových energií používá voda?

Voda je běžnou volbou pro měření povrchové energie z několika důvodů. Co je nejdůležitější, je snadno dostupná. Dá se také snadno čistit, je relativně levná, má nízkou viskozitu a na povrchu velmi rychle dosahuje rovnováhy – obvykle do 60 sekund. Představte si, že byste k měření povrchové energie použili něco jako asfalt. Mohlo by vám to zabrat i několik set let!

Přečtěte si o Experimentu s kapkou asfaltu, nejdelším laboratorním experimentu na světě

Vzdělávací série vědy o lepení

Vzdělávací série vědy o lepení je sestavena jako komplexní úvod do vědy o lepení a používání lepidel a lepicích pásek v konstrukčních aplikacích. Navštivte stránku Věda o lepení, kde si můžete zobrazit všechny články nebo si zvolte jedno z následujících vybraných témat.

Související vzdělávací články

Spojte se s námi

Jsme tu pro vás.

Potřebujete pomoc při vyhledání správného produktu pro váš projekt? Potřebujete-li radu ohledně produktu, technickou radu nebo radu ohledně aplikace nebo chcete spolupracovat s technickým specialistou společnosti 3M, kontaktujte nás nebo zavolejte na číslo +420 848 100 303.

ZEPTEJTE SE ODBORNÍKA SPOLEČNOSTI 3M