Johdanto pintaenergiaan

Pintaenergian perusteet

Kaikilla materiaaleilla on ominaisuuksia, kuten tiheys ja sulamispiste, jotka auttavat materiaalien määrittämisessä ja erottelussa. Pintaenergia on yksi materiaalien ominaisuuksista, joka mittaa materiaalien molekyylien vetovoimaa suhteessa toisiinsa. Pintaenergia mittaa hyvin sitä, kuinka helppoa tai vaikeaa pinnan liittäminen on.

Lue lisää miten erilaiset pintaenergiat saattavat tehdä materiaalin liittämisestä helppoa tai vaikeaa.

Mitä liima-aineen levittyminen tarkoittaa?

Levittymisellä tarkoitetaan nesteen virtausta tai leviämistä kiinteän materiaalin pinnalle. Levittyminen mahdollistaa, että liima pääsee tarttumaan hyvin liitettävän materiaalin pintaan. Materiaalin pintaenergiasta riippuen, liima levittyy pinnalle ja pääsee tarttumaan siihen tai sillä on taipumuksena jäädä helmeilemään pinnalle. Levittyminen pinnalle on välttämätön edellytys liimaliitoksen muodostamiselle.

Hyvä tarttuvuus – neste pääsee leviämään
Huono tarttuvuus – neste helmeilee pinnalla

Tarttuvuus korkean ja alhaisen pintaenergian materiaaleihin

Neste pääsee leviämään helpommin korkean pintaenergian materiaaleihin, eli tarttuvuus niissä on yleisesti ottaen parempi. Alhaisen pintaenergian materiaalien pinnalle neste jää usein helmeilemään, joten tarttuvuus näihin materiaaleihin on haastavampaa. Esimerkkinä tästä ovat yllä olevan kuvan paistinpannut. Suuremman pintaenergian paistinpannussa vesi pääsee leviämään pinnalle ohueksi kerrokseksi. Alhaisen pintaenergian paistinpannussa (ehkä tarttumattoman pinnoitteen vaikutuksesta), vesi jää helmeilemään pannun pinnalle. Aihetta tarkastellaan lisää seuraavissa osioissa.

Pintaenergian mittaaminen

Materiaalin pintaenergia määrittää, kuinka helposti tai huonosti liima leviää ja pääsee tarttumaan materiaalin pintaan. Pintaenergiaa kuvataan energiayksiköillä aluetta kohti. Tavallinen määre on dyne-yksikökkö ja 1 dyne/cm on 1 mJ/m.

Yleisesti pintaenergiaa mitataan veden avulla. Kun pinnalle tiputetaan vesipisara, se helmeilee jossain määrin pinnan päällä. Teoriassa, jos pintaenergia on nolla, pisara on täydellisen pallon muotoinen. Ja päinvastoin, jos pintaenergia on rajattoman korkea, pisara muodostaa täydellisen tasaisen kerroksen pinnan päälle. Kun pintaenergia on mitä tahansa näiden välillä, se voidaan mitata pisaran reunan kulman avulla. (Pallon kohdalla kulma olisi 0° ja tasaisen kerroksen tapauksessa se olisi 180°.)

Jos jäit miettimään tätä:

Miksi pintaenergian mittaamiseen käytetään vettä?

Vesi on yleinen valinta pintaenergian mittaamiseen eräistä syistä. Tärkein syy on varmasti se, että yleisyytensä ansiosta sitä on helposti saatavilla. Vettä on myös helppo puhdistaa, se on suhteellisen edullista, viskositeetti on alhainen ja vesi saavuttaa pinnalla tasapainon nopeasti, eli tavallisesti 60 sekunnin kuluessa. Kuvitellaanpa vaikka pien käyttöä pintaenergian mittauksessa. Pintaenergian selvittäminen ja mittaaminen kestäisi muutamia satoja vuosia.

Lue Pikipisarakokeesta, joka on maailman pisin käynnissä oleva laboratoriokoe

Opas teipeillä ja liimoilla liittämiseen

Opas teipeillä ja liimoilla liittämiseen on tarkoitettu kattavaksi johdatukseksi liittämisen tieteelliseen perustaan sekä teippien ja liimojen käyttöön teknisissä käyttökohteissa. Kaikki aihealueet löytyvät sivulta Liittämisen teknologia, tai voit valita jonkin seuraavista aihealueista.

Aiheeseen liittyvät osa-alueet

Ota yhteyttä

Olemme valmiina auttamaan.

Tarvitsetko apua oikean tuotteen etsimisessä projektiasi varten? Ota yhteyttä, jos tarvitset tuotetietoja tai teknisiä tai käyttökohteisiin liittyviä neuvoja tai haluat tehdä laajemmin yhteistyötä 3M:n teknisen asiantuntijan kanssa. Voit myös soittaa numeroon 09 525 21.

KYSY 3M-ASIANTUNTIJALTA