流平剂的迁移方向

榴连

流平剂的迁移方向
johnson

为什么流平剂加到体系里面自发往“液（即漆膜）-气”表面跑而不往“底材-漆膜界面迁移？决定他们迁移取向的决定因素是什么？这个问题看似简单，但是要非常详细准确的回答这个问题需要用到大量的物理化学和统计热力学的知识，这里我们通过尽量简单的语言来阐述最基本的原理：
用一句最简单的话来解释不同助剂不同的迁移取向的原因就是物理学里面的“能量最低原理”。以流平剂为例，当涂料涂到底材上面以后，共形成两个界面，分别是“底材-漆膜界面”，“漆膜-空气界面”，各自的界面张力的大致数值分别是是“r（底材-漆膜）=r底材-r漆膜（也就是说底材-漆膜界面的界面张力大致相当于底材的表面张力与漆膜表面张力的差，以此类推）”，“r（漆膜-空气）=r漆膜-r空气”，而“r（底材-漆膜）+r（漆膜-空气）”的和可以简单用来表示该界面体系的总能量，一个过程越是能够降低界面体系的总能量，则该过程的自发倾向就越大。
当加入流平剂到涂料中以后，理论上它存在两种迁移取向，分别是迁移到“漆膜-空气界面”和“底材-漆膜界面”，假如流平剂迁移到“漆膜-空气界面”，那么“漆膜-空气界面”的界面就变成了“流平剂-空气界面”，相应的界面张力也就变成了“r（流平剂-空气）=r流平剂-r空气”，因为流平剂的表面张力小于漆膜，即“r流平剂《r漆膜”，所以“r（流平剂-空气）《r（漆膜-空气）”，而体系的新的总能量变成了“r（底材-漆膜）+r（流平剂-空气）”《“r（底材-漆膜）+r（漆膜-空气）”，也就是说，流平剂通过迁移到漆膜-空气的界面可以大大降低体系的总能量。
如果流平剂迁移到“底材-漆膜界面的话",那么原来的“底材-漆膜界面”就变成了“底材-流平剂”界面，界面张力就变成了“r（底材-流平剂）=r底材-r流平剂”，体系总能量E=r（底材-流平剂）+r（漆膜-空气），同样因为“r流平剂《r漆膜”，故“r（底材-流平剂）》r（底材-漆膜）”，所以“r（底材-流平剂）+r（漆膜-空气）》）“r（底材-漆膜）+r（漆膜-空气）”，也就是说，如果流平剂迁移到底材-漆膜的界面，就会造成体系总能量的升高，显然，使体系能量升高的过程是不可能自发进行的。
通过上述分析可以知道，加入低表面张力物质到体系当中，它总是采取自发迁移到体系-空气的界面来达到降低体系总能量的效果，流平剂的工作原理也源于此。当然，按照统计热力学的观点，化学过程就是大量的分子在体系中按照能量最低原理进行随机分布的过程，所以在实际的体系当中，从分子运动的观点，流平剂加入体系当中以后总会有很小一部分会随机运动到”底材-漆膜“界面，只不过和迁移到”漆膜-空气“界面的分子数目比，两者差距很大，基本上可以忽略不计而已。
而关于流平剂润湿底材的问题，流平剂润湿底材不是通过迁移到固-液界面起作用的，而是通过迁移到液-气界面降低液体的表面张力，从而达到润湿底材的效果的。

lanzhou307

那各助剂的表面张力应该是在一个范围内的，流平剂、润湿分散剂、消泡剂的表面张力都在什么范围内（比如是用在醇酸体系）？