Page 56 - วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
P. 56
7-44 วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
ภาพที่ 7.27 การเกิดแรงต งึ ผิวของข องเหลว
7. พลงั งานผิว
พลังงานผ ิวเป็นส มบัติข องข องแข็ง ซึ่งผ ิวห น้าจ ะต ้องม พี ลังงานน ้อยก ว่าพ ลังงานภ ายในม วลสาร ถ้าไมเ่ช่นน ั้น
พลังงานจ ะถ ูกใช้โดยท ำ�ให้เกิดก ารส ร้างพ ื้นผ ิวใหม่อ ีกเพื่อให้เกิดค วามส มดุลข องพ ลังงานในร ะบบ พลังงานผ ิวม ีค วาม
สัมพันธ์กับงานที่ใช้ในการสร้างพื้นผิวใหม่ โดยมีค่าเท่ากับพลังงานที่ใช้แยกแรงเชื่อมแน่นระหว่างโมเลกุลของแข็ง
ดังนั้นพ อลิเมอร์ท ี่ม ีแรงเชื่อมแ น่นสูงจึงม ีพลังงานผ ิวสูง
โดยทั่วไปพอลิเมอร์เป็นสารที่มีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลตํ่ามากเมื่อเทียบกับวัสดุประเภทอื่น อาทิ โลหะ
เพราะพอลิเมอร์เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่ยึดกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ซึ่งมีพลังงานพันธะน้อยกว่าพันธะ
โลหะ หรือพันธะไอออนิก พอลิเมอร์ที่มีพันธะโคเวเลนต์ในสภาพมีขั้วจะมีพลังงานผิวมากกว่าพอลิเมอร์ที่มีพันธะ
โคเวเลนตใ์นส ภาพไมม่ ขี ัว้ อาทิ พอล คิ าร์บอเนตม หี มูค่ าร์บอเนตซ ึง่ ท �ำ ใหเ้กิดส ภาพม ขี ั้วส ูง แรงดึงดูดร ะหว่างโมเลกลุ จ งึ
แข็งแ รงเพราะเป็นแ รงไดโพล แต่ถ ้าเป็นพ อล ิเอทิลีน ซ ึ่งป ระกอบด ้วยค าร์บอนแ ละไฮโดรเจนท ี่ย ึดเหนี่ยวก ันด ้วยพ ันธะ
โคเวเลนต ใ์ นส ภาพไมม่ ขี ัว้ จงึ ม แี รงดงึ ดดู ร ะหวา่ งโมเลกลุ ด ว้ ยแ รงก ระจายซ ึง่ ม พี ลงั งานน อ้ ย กลา่ วไดว้ า่ พ อล คิ ารบ์ อเนต
มีแ รงเชื่อมแ น่นมากจ ึงมีพ ลังงานผ ิวสูง ส่วนพอลิเอทิลีน มีแ รงเชื่อมแน่นน ้อยจ ึงม ีพลังงานผิวต ํ่า เมื่อห ยดน ํ้าลงบ นผิว
พอลิเมอร์ทั้งสอง จะปรากฏว่าหยดนํ้าบนพอลิคาร์บอเนตมีการเปียกผิวและแผ่กระจายได้ดีกว่าพอลิเอทิลีนเพราะ
พลังงานผิวข องพ อล คิ าร์บอเนตส ูงก ว่า จึงม พี ลังงานม ากพ อทีจ่ ะด ึงดูดโมเลกุลข องน ํ้าใหแ้ ผก่ ระจายไดม้ ากกว่าผ ิวพ อล ิ
เอทลิ นี ในข ณะท พี่ อล เิ อทิลนี มพี ลังงานผ วิ ต ํ่า จงึ ม พี ลังงานไมพ่ อทีจ่ ะด งึ ดดู โมเลกลุ ข องน ํ้าซ ึง่ ม พี นั ธะไฮโดรเจนร ะหว่าง
โมเลกุลท ีม่ พี ลังงานส ูงก ว่าได้ ทำ�ใหป้ รากฏเป็นห ยดน ํ้าท ีม่ มี ุมส ัมผัสม ากกว่าห ยดน ํ้าท ีเ่กาะบ นพ อล คิ าร์บอเนต ตัวอย่าง
ค่าพลังงานผ ิวข องพ อลิเมอร์บ างชนิดเทียบกับโลหะแสดงดังต ารางที่ 7.28
