在溶液中,表面活性剂分子迁移到溶剂表面,降低 (水或其他溶剂) 表面张力。表面活性剂进行分子取向时极性基团直接朝向溶剂表面,碳氢链伸向空中,这种分布使得表面的力量平衡,随之表面张力降低。表面张力持续降低到临界胶束浓度后保持恒定,表面活性剂分子分布于溶剂表面,直到单层结构形成。表面张力现象有助于设计有效的墨水。因为色料涂布过程和这些参数有很大关系。着色层的许多缺陷都可被归结为表面张力问题。
随着水溶剂型墨水的发展,表面活性剂被认为在墨水化学中有着特殊的地位。有机溶剂型墨水具有打印质量精细、印面平滑、打印强度适中和颜色整体感强等优点,水溶剂型墨水则不具有这些特性。对于低表面能的基质,水溶剂型墨水会产生湿化问题。主要原因是水作为墨水的主要成分,产生了较高的表面张力,数值接近于水的表面张力 72 mN/ m, 而书写基质的表面张力值一般在 35 mN/ m~40 mN/ m。只有墨水的表面张力小于书写基质的表面张力,才能形成无斑点的有效覆盖。
使用烷基糖苷的作用是降低墨水的表面张力。当墨滴与纸张的接触角大于 140 时才能得到高质量的印字,而墨水表面张力越低接触角越大。另外, 墨水表面张力越低,有助于得到对于书写基质较全面的覆盖,以提高书写印刷质量。但是过低的表面张力很难形成微小均匀的墨滴, 一般应使表面张力大于35 mN/ m 。
表面活性剂大量应用于工业生产和生物相关领域,是一些重要的日常用品如清洗剂、牙膏、化妆品、医疗用品、墨水、颜料和药品等的重要辅助成分。表面活性剂及其与其他化合物形成的复配体系在许多重要的生物过程中如生物技术、病毒研究、基因疗法及DNA操作等都有广泛应用。
墨水有很多种分类方法,按照溶剂类型可分为水性和有机溶剂型;按照色料类型可分为颜料(不溶性颜料和分散染料)型和染料(水溶性染料)型;按照用途可分为书写墨水,打印墨水等。
墨水的品种随着时代的发展越来越丰富,其基本成分为着色剂、溶剂以及为调节墨水性质加入的各种助剂。表面活性剂作为助剂的主要成分,能起到润湿、渗透、乳化、分散、助溶和增溶等作用,其在墨水中使用是非常普遍的。如何在墨水这个复杂的胶体系统中正确使用表面活性剂,目前进行的研究还不多。