Bagnabilità

Tensione superficiale

L‘energia superficiale (anche nota come tensione superficiale) è un fattore importante nella scelta del polimero in quanto influenza, l’adesione tra i polimeri, la loro verniciabilità e la capacità di incollaggio. A causa della loro formula chimica, tutte le superfici hanno una propria polarità e tensione superficiale. A causa della tensione superficiale la tendenza dei liquidi è quella di ridurre la loro energia il più possibile, quindi a formare gocce. Quindi, come conseguenza della tensione superficiale, un liquido tende a contrarre la sua superficie interfacciale. Quando una superficie che deve essere bagnata con un adesivo o vernice, oltre alla qualità della superficie (materiale, rugosità, umidità ecc.), anche l‘energia superficiale rappresenta un fattore decisivo nel calcolo della massima forza di legame. Se immaginiamo un liquido posto a contatto con la superficie di un solido è abbastanza logico attendersi che tanto più elevata è la tensione superficiale del liquido, tanto maggiore sarà la sua tendenza a formare una goccia sferica piuttosto che tendere a spandersi sul solido a formare un film di elevata estensione superficiale. Quindi, tanto più alta è la tensione superficiale del liquido, tanto minore sarà la sua tendenza a “bagnare” una superficie. In generale possiamo dire che affinché un liquido riesca a spandersi sulla superficie di un solido è necessario che la sua tensione superficiale sia inferiore alla tensione superficiale critica del solido.Come regola generale, si può notare che l‘energia superficiale dell‘adesivo/vernice/polimero deve essere minore dell‘energia superficiale del materiale da legare (substrato). L‘adesivo/vernice/polimero dovrebbe bagnare completamente il substrato senza formare alcuna goccia. Per quanto riguarda invece la determinazione delle tensioni superficiali dei solidi vengono utilizzate delle misure che passano attraverso l’applicazione di liquidi puri sulle superfici solide. Le proprietà di bagnabilità dei solidi sono state quindi studiate utilizzando misure degli angoli di contatto tra le superfici solide e gocce di liquidi puri applicate su di essi. Tali metodi si possono, in un certo senso definire “indiretti”, nel senso che permettono di calcolare le tensioni superficiali di solidi passando attraverso la stima delle forze di adesione e di coesione del solido stesso con liquidi aventi caratteristiche superficiali note.

• materiali ad alta energia libera superficiale.Si tratta dei metalli, degli ossidi metallici e del vetro. Tali materiali hanno energie libere superficiali (o tensioni superficiali) che spaziano da 5000 a 500 mN/m.
• materiali a bassa energia libera superficiale.Si tratta della maggior parte dei polimeri, cere e materiali plastici in genere che hanno valori dell’energia libera superficiale compresa tra 30 e 100 mN/m.
• materiali a bassissima energia libera superficiale.Si tratta dei polimeri e dei materiali fluorurati che hanno valori delle energie libere superficiali comprese tra 30 e 5 mN/m.

Trattamenti per aumentare la tensione superficiale

• Trattamenti Chimici
• Trattamenti alla Fiamma
• Trattamenti Chemical Vapor Depositino (CVD)
• Trattamento Corona
• Trattamento al Plasma

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