表面處理涂裝之微觀探究

1、表面處理涂層技術(shù)原理及微觀探究為什么涂料能與物體表面緊緊帖附在一起而不脫落？我們從微觀上來探究這個原因。世界很大，有很多的存在和現(xiàn)象非個人所能理解，存在即有它存奮:的道理，我們?nèi)祟惥褪菫榕鱝這些個道理而代代奮進(jìn)。想想人類文明歷史短短幾t年，這在地球存在的幾i億 年里足多么的渺小！不說我們?nèi)祟惸艽嬖诙嗑茫覀儸F(xiàn)代人就足站在整個文明的最前端, 我們用我們的智s去解釋這個世界。可是這些解釋都是我們ft己解釋給ft己聽的，還沒有別 的非人類文明來承認(rèn)我們是對的，如果行一天釋迦摩尼來我家化緣，上帝告訴我是他創(chuàng)造了 世界，那我就不再相信科學(xué)了。何足現(xiàn)在誰能解釋這個世界，我們就暫吋信誰，我不相信任 何的

2、真理，因為都是人類的自圓k說，但在沒有更完美的理論真理出現(xiàn)時，我們從能占時相 信。下面所講的對于附著力的研究就是一個還存在爭議的不成熟的理論。一切都已產(chǎn)品設(shè)計為目的來了解相關(guān)知識，有的是淺嘗輒止，也有的比較深入，但都耍 弄明白是為什么，實際工、ik斗:產(chǎn)中的每一個工藝過程都要弄明白其原理，我們做設(shè)計也能知 而不惑，奮理奮據(jù)。一，表面物理化學(xué)簡介（古根海姆理論）1,研究表面物理化學(xué)的目的及研究對象（1）,對于我們產(chǎn)品設(shè)計師而言，研究表面物理化學(xué)的主要fi的是為產(chǎn)品外觀和表ifii處理 方面服務(wù)，讓我們更好地理解各種表面處理工藝的原理。（2）,關(guān)于表而物理化學(xué)的研究對象，可先看下閣：體相a體布x/

3、矩離 相的定義：是系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)相m、成分和性能均一，并以界面相互分開的組成部分。 界面的定義：界面是相與相之間的交界所形成的物理區(qū)域。 界面相的定義：物體與物體接觸吋，兩個物體接觸面之間奮兒個分子厚度的過度區(qū)域就是 界面相，它并不足一個而，是一個三維的組成部分，是有體積有物質(zhì)的不均勻區(qū)域。這個界 面相就是表面物理化學(xué)的研究對象。 表血的定義：我們經(jīng)常所說的岡體或液體的表面，是指與空氣接觸所形成的過度區(qū)域，即 表面相，這里不能把它僅僅理解為一個t面，而是三維的相。2,表面自由能與表面張力(1)，分子間的作用力：我們都知道物質(zhì)是由分子、原子、離子構(gòu)成的，那么有些物質(zhì)很難 被拉斷，液體和氣體壓縮能被壓

4、縮但一定程度后就不能被壓縮了，這些現(xiàn)象都是為什么呢？ 很多實踐和研究表明分子間足奮間隙的，分子間是旮相亙作川力的，而分子間的相互作川力 根裾分子叫的距離變化。如下圖：從上圖就可以看出當(dāng)分子間距離很小時就會相互排斤，當(dāng)距離大于r0時合力則表現(xiàn)為引力， 在適當(dāng)?shù)木嚯x引力達(dá)到最人。相對不同的分子來說，相對分子質(zhì)景越人，分子間的相互作川 力也越人。而形成分子叫作用力的實質(zhì)是組成分子的原子和電子之間的相互作用力引起的, 主要就是范德平力和氫鍵。(2)，表面自由能的定義：舉個例子(如下圖)：，氣體分子與液體表面分 '子之間的作用力較小”醒.液體內(nèi)部分子對表i 分子作用力較大l液體內(nèi)部分子之間的 作

5、用力達(dá)到平衡就以我們?nèi)庋劭梢钥吹降默F(xiàn)象來解釋，水以水滴的形式落下，而不是方體的形式，為什么呢？ 微觀上來看，液體內(nèi)部分子在和互間的引力或排斥力達(dá)到t衡，但是表面層的分子一邊是內(nèi) 部分子另一邊卻是氣體分子，很明兄內(nèi)部液體分子對表而層的液體分子作用力耍大于氣體分子對其的作用力，這就使液體表面縮小到最小，也就是說液體表面有縮小到最小的趨勢。以 上可以看出表面和的分子相對本體相的分子具有額外的勢能，只有處于表面的分子汴有，我 們將這種勢能叫做表面由能。(3) ,表而張力的定義：液體表面都柯自動收縮的趨勢，有一種使其不被擴張的力，這個 力平行于表面，我們就叫做表面張力。二，附著力我們做產(chǎn)品時，常常要對產(chǎn)

6、品零件做表面處理，比如烤黑漆，噴黑粉，陽極氧化等等, 就是將一些具有美觀的、抗腐蝕的、耐候性好等特點的物質(zhì)置于零件表而。而這其中就有一 個附著力的問題，有些表而處理做的好，表而涂層不易被破壞，耐用性窈，而有的表面涂層 卻界易脫落，我們在?；铄步?jīng)常見過這樣的現(xiàn)象，這就足附著力的因素，我們來探究一下 附著力的相關(guān)知識。附著力是在涂料涂在物體表面上，在干燥固化過程中生成的，力的大小與表則和粘結(jié)料 (樹脂、聚合物、基料)的性質(zhì)奮關(guān)。附著力的確切機理還未完全弄明q,侃奮兒種可能的機 理：機械連接、靜電吸引或化學(xué)鍵合。1，機械連接當(dāng)物體表面不平，有孔洞、間隙吋，涂料能夠滲進(jìn)去，干燥固化后就能起到鉚定的作

7、用， 這就使涂層與物體面的附卷力很強，很不容易使涂層去除。所以物體表面的粗糙度將影響附 著力的人小，比如在一塊金屬板上做噴汕處理，以我們直觀的理解，涂料與金屬板表面的接 觸而積只有金屬版而的而積，其實真正的接觸而積要比這個人，因為飢糙度比較人的金屬表 側(cè)是凹a選起的，所以接觸而積也就較平而人，附著力也就更強。當(dāng)然，冇個前提足涂料必 須能夠滲進(jìn)去這些孔洞1川隙中。2, 化學(xué)鍵化學(xué)鍵的鍵能耍比分子間作用力大的多，當(dāng)涂料與物體表而分子之間形成井價鍵，吸附 結(jié)合能力將很強。3, 靜電作用涂s和農(nóng)面均帶有殘余電荷，散布丁體系中，這些電荷的相互作用能提高一些附著力。4, 擴散作用特別是對高分子化合物，吸附作川最蕎易發(fā)生，其本質(zhì)就是涂料或物體表面的高分子 彼此擴散，商分子鏈部分進(jìn)入對方的分了叫隙屮。5, 吸附作用潤濕的定義:液體在固體表面的鋪展。在涂料與物體表面米接觸之前都是與空氣接觸的， 當(dāng)兩者接觸后接觸就變成y新的固液界，上ifii己經(jīng)講過物體因為表ifii張力而行自動收縮 的趨勢，當(dāng)形成新的界面吋，表面£1由能越小就越矜易被表面£1巾能人的物體表面吸附。三，總結(jié)上面所說