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表面张力测试液的数值变化趋势

(2009-05-03 16:00:57)
标签:

甲酰胺

表面张力

润湿张力

有效期

变化趋势

杂谈

分类: 软包装技术
    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。

 酰胺 体积%

 乙二醇乙醚体积%

 湿润张力 mN/m

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
                     

 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

 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)。    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)。 
  
    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。
    表面张力测试液的数值变化趋势  表面张力测试液的数值变化趋势    
     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。

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