在溶液中,表面活性劑分子遷移到溶劑表面,降低 (水或其他溶劑) 表面張力。表面活性劑進行分子取向時極性基團直接朝向溶劑表面,碳氫鏈伸向空中,這種分布使得表面的力量平衡,隨之表面張力降低。表面張力持續(xù)降低到臨界膠束濃度后保持恒定,表面活性劑分子分布于溶劑表面,直到單層結(jié)構(gòu)形成。表面張力現(xiàn)象有助于設(shè)計有效的墨水。因為色料涂布過程和這些參數(shù)有很大關(guān)系。著色層的許多缺陷都可被歸結(jié)為表面張力問題。
隨著水溶劑型墨水的發(fā)展,表面活性劑被認為在墨水化學中有著特殊的地位。有機溶劑型墨水具有打印質(zhì)量精細、印面平滑、打印強度適中和顏色整體感強等優(yōu)點,水溶劑型墨水則不具有這些特性。對于低表面能的基質(zhì),水溶劑型墨水會產(chǎn)生濕化問題。主要原因是水作為墨水的主要成分,產(chǎn)生了較高的表面張力,數(shù)值接近于水的表面張力 72 mN/ m, 而書寫基質(zhì)的表面張力值一般在 35 mN/ m~40 mN/ m。只有墨水的表面張力小于書寫基質(zhì)的表面張力,才能形成無斑點的有效覆蓋。
使用烷基糖苷的作用是降低墨水的表面張力。當墨滴與紙張的接觸角大于 140 時才能得到高質(zhì)量的印字,而墨水表面張力越低接觸角越大。另外, 墨水表面張力越低,有助于得到對于書寫基質(zhì)較全面的覆蓋,以提高書寫印刷質(zhì)量。但是過低的表面張力很難形成微小均勻的墨滴, 一般應(yīng)使表面張力大于35 mN/ m 。
表面活性劑大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和生物相關(guān)領(lǐng)域,是一些重要的日常用品如清洗劑、牙膏、化妝品、醫(yī)療用品、墨水、顏料和藥品等的重要輔助成分。表面活性劑及其與其他化合物形成的復(fù)配體系在許多重要的生物過程中如生物技術(shù)、病毒研究、基因療法及DNA操作等都有廣泛應(yīng)用。
墨水有很多種分類方法,按照溶劑類型可分為水性和有機溶劑型;按照色料類型可分為顏料(不溶性顏料和分散染料)型和染料(水溶性染料)型;按照用途可分為書寫墨水,打印墨水等。
墨水的品種隨著時代的發(fā)展越來越豐富,其基本成分為著色劑、溶劑以及為調(diào)節(jié)墨水性質(zhì)加入的各種助劑。表面活性劑作為助劑的主要成分,能起到潤濕、滲透、乳化、分散、助溶和增溶等作用,其在墨水中使用是非常普遍的。如何在墨水這個復(fù)雜的膠體系統(tǒng)中正確使用表面活性劑,目前進行的研究還不多。