表面张力测试液的数值变化趋势
2009-05-03 16:00阅读：
使用甲酰胺和乙二醇乙醚配制的表面张力测试液及相应的“达因笔”是复合软包装行业普遍应用的检测工具。
在GB/T13541-92《电气用塑料薄膜试验方法》中详细规定了表面张力测试液的配制方法。
表1为与一定的润湿张力相对应的甲酰胺和乙二醇乙醚的混合比例。
甲酰胺 体积％
|
乙二醇乙醚体积％
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湿润张力 mN/m
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10.5
|
89.5
|
32
|
19.0
|
81.0
|
33
|
26.5
|
73.5
|
34
|
35.0
|
65.0
|
35
|
42.5
|
57.5
|
36 |
48.5
|
51.5
|
37
|
54.0
|
46.0
|
38
|
59.0
|
41.0
|
39
|
63.5
|
36.5
|
40
|
67.5
|
32.5
|
41
|
71.5
|
28.5
|
42
|
74.7
|
25.3
|
43
|
78.0
|
22.0
|
44
|
80.3
|
19.7
|
45
|
83.0
|
17.0
|
46
|
87.0
|
13.0
|
46
|
90.7
|
9.3
|
50
|
93.7
|
6.3
|
52
|
96.3
|
3.7
|
54
|
99.0
|
1.0
|
56
|
在该标准中，明确规定了：“混合液的有效期为一星期”，但未说明失效的原因以及失效的标志。
在实践当中，笔者曾遇到38达因（mN/m）的笔在OPP膜的未处理面上也能良好润湿的情况；另外，有的客户反映：他们发觉长期使用达因笔后，其实际的达因值会上升。
为此，笔者查阅了有关的资料，并做了一些实验。
表2，甲酰胺与乙二醇乙醚的性质
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甲酰胺
|
乙二醇乙醚
|
| 分子式
|
HCONH2
|
C4H10O2
|
| 分子量 |
45.041
|
90.12
|
| 熔点
℃ |
2.55
|
-70
|
| 沸点
℃ |
210.5
|
135.1
|
| 相对密度 20℃ |
1.13340
|
0.92945
|
| 蒸汽压 mmHg,20℃ |
0.08
|
3.82
|
| 闪点
℃ |
154
|
43
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| 溶解性 |
能与水、甲醇、乙醇、丙酮、乙酸、二氧六环、乙二醇和苯酚等混溶，极微溶于乙醚和苯。 |
能与水、乙醇、乙醚、丙酮和液体酯类混合。 |
| 其他 |
有吸湿性。在有潮气的情况下，能水解成氨和甲酸。易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2%-6.7%（体积）。
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稳定；易燃。蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.8％-14.0％（体积）。
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从上述数据来看，乙二醇乙醚的熔点、沸点、闪点均低于甲酰胺，蒸汽压则高于甲酰胺。这些数据说明：如果在开放的环境下，乙二醇乙醚的挥发性大于甲酰胺。也就是说，如果长期、反复使用同一支“达因”笔，由于乙二醇乙醚的挥发性大于甲酰胺，所以，“达因”笔的达因值会逐渐上升。另外，由于甲酰胺有吸湿性，水分的混入及甲酸的生成也会导致达因笔实际数值的上升。
为了对上述两种溶剂的挥发性和吸湿性进行验证，笔者进行了如下的实验。
将两种溶剂分别倒入试管中，做好液位标记，不盖盖，将试管放置在实验室的环境下，观察其液位的变化。
该实验的开始日期为2009年3月17日。
在将溶剂分别倒入试管中后，在弧形液面的下方标注了黑色的印记。
图1为于2009年4月7日摄取的照片。从图1中可以发现：装有乙二醇乙醚的试管中的液位已下降，即弧形液面的下方已与黑色标记的下沿相对齐；装有甲酰胺的试管中的液位略有下降。
图2为于2009年4月29日摄取的照片。从图2中可以发现：装有乙二醇乙醚的试管中的液位已明显下降，液面的上沿已与黑色标记的下沿相对齐；装有甲酰胺的试管中的液位却有明显的上升。
上述现象表明：在2009年3月17日至4月7日的气候相对干燥的季节中，乙二醇乙醚与甲酰胺均表现净挥发。由于乙二醇乙醚的蒸汽压较高，所以，其挥发速度略快于甲酰胺。而在2009年4月8日至4月29日的气候相对湿润的季节，乙二醇乙醚仍在继续挥发，而甲酰胺的吸湿性开始显现。所以，乙二醇乙醚的液位继续下降，而甲酰胺的液位则开始上升。
从上述的数据与现象中，笔者可以做出如下的推论：
1、在干燥的季节或地区，由于乙二醇乙醚的挥发速度大于甲酰胺，所以配好的表面张力测试液的实际表面张力数值会缓慢上升；
2、在潮湿的季节或地区，除了乙二醇乙醚的挥发速度大于甲酰胺的因素之外，甲酰胺的吸湿性也会导致实际表面张力值的上升。在此阶段的上升速率会快于在干燥的季节或地区。
3、环境的温度条件对溶剂挥发速度会产生直接的影响。温度越高，挥发速度就越快，而表面张力值的上升也就会越快。
在GB/T?13541-92《电气用塑料薄膜试验方法》中关于薄膜表面润湿张力一节中，其实还遗留着以下一些问题：
1、环境的温度对所配制的表面张力测试液的数值有多大的影响？
2、规定的“混合液的有效期为一星期”的期间内，润湿液的表面张力数值究竟上升了多少？
3、“混合液的有效期为一星期”的规定是适用于瓶装的混合液，还是也适用于笔装的混合液？
4、为什么标准未规定适用的染料种类？
希望有兴趣的人士共同对有关的问题进行探讨。
