在溶液中,表面活性劑分子遷移到溶劑表面,降低 (水或其他溶劑) 表面張力。表面活性劑進行分子取向時極性基團直接朝向溶劑表面,碳氫鏈伸向空中,這種分布使得表面的力量平衡,隨之表面張力降低。表面張力持續降低到臨界膠束濃度后保持恒定,表面活性劑分子分布于溶劑表面,直到單層結構形成。表面張力現象有助于設計有效的墨水。因為色料涂布過程和這些參數有很大關系。著色層的許多缺陷都可被歸結為表面張力問題。
隨著水溶劑型墨水的發展,表面活性劑被認為在墨水化學中有著特殊的地位。有機溶劑型墨水具有打印質量精細、印面平滑、打印強度適中和顏色整體感強等優點,水溶劑型墨水則不具有這些特性。對于低表面能的基質,水溶劑型墨水會產生濕化問題。主要原因是水作為墨水的主要成分,產生了較高的表面張力,數值接近于水的表面張力 72 mN/ m, 而書寫基質的表面張力值一般在 35 mN/ m~40 mN/ m。只有墨水的表面張力小于書寫基質的表面張力,才能形成無斑點的有效覆蓋。
使用烷基糖苷的作用是降低墨水的表面張力。當墨滴與紙張的接觸角大于 140 時才能得到高質量的印字,而墨水表面張力越低接觸角越大。另外, 墨水表面張力越低,有助于得到對于書寫基質較全面的覆蓋,以提高書寫印刷質量。但是過低的表面張力很難形成微小均勻的墨滴, 一般應使表面張力大于35 mN/ m 。
表面活性劑大量應用于工業生產和生物相關領域,是一些重要的日常用品如清洗劑、牙膏、化妝品、醫療用品、墨水、顏料和藥品等的重要輔助成分。表面活性劑及其與其他化合物形成的復配體系在許多重要的生物過程中如生物技術、病毒研究、基因療法及DNA操作等都有廣泛應用。
墨水有很多種分類方法,按照溶劑類型可分為水性和有機溶劑型;按照色料類型可分為顏料(不溶性顏料和分散染料)型和染料(水溶性染料)型;按照用途可分為書寫墨水,打印墨水等。
墨水的品種隨著時代的發展越來越豐富,其基本成分為著色劑、溶劑以及為調節墨水性質加入的各種助劑。表面活性劑作為助劑的主要成分,能起到潤濕、滲透、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。如何在墨水這個復雜的膠體系統中正確使用表面活性劑,目前進行的研究還不多。