Inleiding op oppervlakte-energie

De basisprincipes van oppervlakte-energie

Alle materialen hebben eigenschappen zoals dichtheid of smeltpunt die ons helpen ze te karakteriseren en te onderscheiden. Oppervlakte-energie is een andere eigenschap van materialen: het geeft de mate aan waarin de moleculen van een materiaal zich aangetrokken voelen tot elkaar en tot de moleculen van andere materialen zijn. Oppervlakte-energie is een goede maatstaf voor hoe gemakkelijk of moeilijk het oppervlak zich kan hechten.

Ontdek hoe verschillende niveaus van oppervlakte-energie een materiaal moeilijk of gemakkelijk te verlijmen kunnen maken.

Wat is wet out?

'Wet out' treedt op wanneer een vloeistof vloeit of zich verspreidt wanneer deze op het oppervlak van een vaste stof wordt aangebracht. Door wetting kan de lijm nauw contact maken met het oppervlak van een te verlijmen materiaal. Afhankelijk van de oppervlakte-energie van het materiaal zal een lijm natuurlijk over het oppervlak vloeien of de neiging hebben om op te parelen. Wet out uit is een voorwaarde voor een lijmverbinding.

Goede wet out – water verspreidt zich
Slechte wet out – water parelt

Wetting out op materialen met hogere en lagere oppervlakte-energie

Wet out op materialen met een hoge oppervlakte-energie is gemakkelijker dan op materialen met een lage oppervlakte-energie. Denk aan de sauspannen in de afbeeldingen hierboven. Als de pan een hoge oppervlakte-energie heeft, vloeien de waterdruppels over het oppervlak in een dunne laag. Als de pan heeft een lagere oppervlakte-energie (misschien door toevoeging van een anti-coating), zullen de waterdruppels parelen. Dit zal in de volgende hoofdstukken nader worden onderzocht.

Het meten van oppervlakte-energie

Hoe gemakkelijk of moeilijk het is voor een lijm om een goede wet out van het materiaaloppervlakte te bereiken is afhankelijk van de oppervlakte-energie van het materiaal. Oppervlakte-energie wordt, zoals je zou verwachten, uitgedrukt in eenheden van energie per gebied. Er wordt meestal gemeten in een eenheid die 'dynes' wordt genoemd, waarbij 1 dyne/cm gelijk is aan 1 mJ/m.

Meestal wordt de oppervlakte-energie gemeten met water. Wanneer een druppel water op een oppervlak wordt geplaatst, zal deze tot op zekere hoogte parelen. Theoretisch gezien, als de oppervlakte-energie nul is, zal de druppel een perfecte bol zijn. Omgekeerd, als de oppervlakte-energie eindeloos hoog is, vormt de druppel een perfecte gelijkmatige film. Voor alles daartussenin, kunnen wij de hoek aan de rand van de druppel meten. (Voor een bol zou die hoek 0° zijn; voor een film zou die hoek 180° zijn.)

In het geval u zich dat afvraagt:

Waarom wordt water gebruikt voor het meten van oppervlakte-energie?

Water is om een aantal redenen een gebruikelijke keuze voor het meten van oppervlakte-energie. De belangrijkste, de algemene beschikbaarheid. Het is ook gemakkelijk te zuiveren, relatief voordelig, heeft een lage viscositeit en bereikt zeer snel een evenwicht op het oppervlak, meestal binnen 60 seconden. Stel u eens voor om met pek de oppervlakte-energie te meten. Dat kan een paar honderd jaar duren!

Lees over het Pekdruppelexperiment, het langstlopende laboratoriumexperiment in de wereld

De wetenschap van adhesie - educatieve serie

De educatieve serie De wetenschap van adhesie dient als uitgebreide inleiding tot de wetenschap van adhesie en het gebruik van tapes en lijmen in ontwerptoepassingen. Ga naar de pagina De wetenschap van adhesie en bekijk alle artikelen of kies uit de geselecteerde onderwerpen hieronder.

Gerelateerde educatieve artikelen

Contact opnemen

Wij staan voor u klaar.

Hebt u hulp nodig bij het vinden van het juiste product voor uw project? Neem contact met ons op voor productinformatie, technische gegevens of gebruiksadvies, of als u wilt samenwerken met een 3M technisch specialist.

VRAAG HET EEN 3M-EXPERT