Introduktion til overfladeenergi

Basal overfladeenergi

Alle materialer har egenskaber såsom densitet eller smeltepunkt, der hjælper os med at karakterisere og differentiere imellem dem. Overfladeenergi er en anden egenskab hos materialer: Det er et mål for, hvor tiltrukket et materiales molekyler er af hinanden og af andre materialers molekyler. Overfladeenergi er et godt mål for, hvor svært eller let det er at klæbe til overfladen.

Se, hvordan forskellige niveauer af overfladeenergi kan gøre et materiale svært eller let at klæbe til.

Hvad er udflydning?

“Udflydning” eller “fordeling” forekommer, når en væske flyder ud eller fordeler sig, når den påføres en solid overflade. Udflydning giver klæbestoffet mulighed for at danne tæt kontakt med overfladen på det materiale, der skal klæbes. Afhængigt af materialets overfladeenergi vil et klæbestof naturligt flyde ud over overfladen eller have en tendens til at samle sig som perler. Udflydning er en nødvendighed for at skabe en klæbestofsammenhæftning.

God udflydning – vand flyder ud
Dårlig udflydning – vand danner perler

Udflydning på materialer med højere og lavere overfladeenergi

Materialer med højere overfladeenergi giver lettere udflydning end materialer med lavere overfladeenergi. Tænk på panderne på billederne herover. Hvis panden har en højere overfladeenergi, vil vanddråberne flyde ud over overfladen og danne en tynd film. Hvis panden har en lavere overfladeenergi (måske pga. en slip let-belægning), vil vanddråberne danne perler. Dette vil blive gennemgået yderligere i de følgende afsnit.

Måling af overfladeenergi

Hvor let eller svært det er for et klæbestof at flyde ud over et materiales overflade, afhænger af materialets overfladeenergi. Overfladeenergi udtrykkes naturligt nok i energienheder pr. areal. Typisk måles den i en enhed kaldet “dyn”, hvor 1 dyn/cm svarer til 1 mJ/m.

Som regel måles overfladeenergi med vand. Når en vanddråbe placeres på en overflade, vil den i et vist omfang danne en perle. Teoretisk, hvis overfladeenergien er nul, vil dråben danne en perfekt sfære. I modsat fald, hvis overfladeenergien er uendeligt høj, vil dråben danne en perfekt ensartet film. For alt derimellem kan vi måle den vinkel, der dannes ved dråbens kant. (For en sfære ville den vinkel være 0°; for en film ville den være 180°.)

Og i tilfælde af, at du tænker:

Hvorfor bruge vand til at måle overfladeenergier?

Vand er et almindelig valg til måling af overfladeenergi af flere årsager. For det første er det let tilgængeligt. Det er også let at rense, relativt billigt, har en lav viskositet og opnår ekvilibrium meget hurtigt på overfladen – typisk inden for 60 sekunder. Forestil dig at bruge sådan noget som beg til at måle overfladeenergi. Det kunne nemt tage et par hundrede år!

Lær mere om beg-dråbeeksperimentet, verdens længste laboratorieforsøg

Uddannelsesserien Videnskaben bag klæbning

Uddannelsesserien Videnskaben bag klæbning er udformet til at være en grundig introduktion til videnskaben bag klæbning og anvendelse af tape og lim til designbrug. Se siden Videnskaben bag klæbning for at se alle artikler, eller vælg blandt de udvalgte emner nedenfor.

Relaterede uddannelsesartiker

Kontakt os

Vi er her for at hjælpe.

Vi hjælper gerne med at finde det rette produkt til dit projekt. Kontakt os, hvis du har brug for råd om produkter, teknik eller anvendelse eller vil samarbejde med en teknisk specialist fra 3M, eller ring til os på +45 89 87 23 48.

SPØRG EN 3M-EKSPERT