Стандартни методи за изпитване на повърхностно и междуфазово напрежение на разтвори на повърхностноактивни вещества по ASTM D1331

Стандартът „ASTM D1331 Стандартни методи за изпитване на повърхностно и междуфазово напрежение на разтвори на повърхностноактивни вещества“, публикуван от Американското дружество за изпитване и материали (ASTM), описва методи за изпитване за определяне на повърхностното напрежение и междуфазовото напрежение на различни течни материали, включително, но не само, бои, разтворители и разтвори на повърхностноактивни вещества, както е определено в стандарта ASTM D459.

По-долу са разгледани четири различни метода за тестване, предназначени да осигурят точни и повторяеми резултати:

• Метод А - Повърхностно напрежение с пръстен на Дю Нуи: Този метод използва платинен телеен пръстен, окачен на тензиометър, за измерване на повърхностното напрежение. Той е предназначен предимно за водни разтвори на повърхностноактивни вещества, но е приложим и за водни бои, неводни разтвори и смесени системи от разтворители. Изисква корекции за плаваемост, за да се отчете течността, изместена от пръстена.
• Метод Б - Междуфазово напрежение с пръстена на Дю Нуи: Този метод измерва напрежението на границата между две течни фази. Подходящ е за двуфазни разтвори, включително такива, съдържащи множество разтворени компоненти, дори ако не всички са повърхностно активни. Подобно на метод А, той изисква корекции за плаваемост.
• Метод C - Повърхностно напрежение с Вилхелмиева плоча: Този метод използва плоска, тънка плоча (обикновено стъклена или платинена) за измерване на повърхностното напрежение. Препоръчва се за бои и разтвори на смоли поради лекотата на използване, по-лесния процес на почистване и пригодността за пигментирани течности. Не изисква корекции за плаваемост и не се влияе от умерен вискозитет на течностите (1-10 Pa-sec). Това е препоръчителният метод за използване с бои и разтвори на смоли.
• Метод D - Междуфазово напрежение с Вилхелми плака: Този метод измерва междуфазовото напрежение между две течни фази с помощта на Вилхелми плака. Той е приложим за двуфазни разтвори и смеси и предлага подобни предимства на Метод C. Методите с Вилхелми плака (C и D) често са предпочитани в промишлени условия, особено за бои, поради тяхната надеждност и лекота на поддръжка.

Тези методи предоставят полезни данни за оценка на ефективността на повърхностноактивните вещества за намаляване на повърхностното напрежение. Освен това, данните за повърхностното напрежение могат да предскажат взаимодействията между течности и твърди повърхности или други течности и могат да се използват за определяне на омокрящите свойства на бои, разтворители и други течности. Много лаборатории са установили, че плочата на Вилхелми е по-лесна за използване, по-лесна за почистване и като цяло по-лесна за използване с пигментирани бои. Междувременно, в науката за повърхностите, методът на пръстена на дю Нуи е техника, използвана за измерване на повърхностното напрежение на течност.

Накратко, ASTM D1331 предоставя цялостна рамка за измерване на повърхностното и междуфазовото напрежение на различни течни материали, включително бои, разтворители и разтвори на повърхностноактивни вещества. Този стандарт се използва широко в различни индустрии за оценка на поведението на течности в контакт с други течности или твърди повърхности, което е от решаващо значение за приложения като покрития, лепила и емулсии.

Този стандарт обхваща определянето на повърхностното напрежение и междуфазовото напрежение за различни течности и е приложим за:

• Водни разтвори на повърхностноактивни вещества (ПАВ).
• Бои на водна основа и безводни бои.
• Разтвори със смесени разтворители.
• Двуфазни течни системи.

Методите за изпитване, описани в стандарта ASTM D1331, са от решаващо значение за:

• Оценка на повърхностноактивните вещества: Те предоставят данни за оценка на това колко ефективно повърхностноактивните вещества намаляват повърхностното напрежение, необходимо за формулиране на стабилни емулсии и покрития.
• Прогнозиране на взаимодействията с течности: Данните за повърхностното и междуфазовото напрежение помагат да се предскаже как течностите ще взаимодействат с твърди повърхности или други течности, определяйки техните свойства на омокряне и разпръскване.
• Контрол на качеството: Тези измервания гарантират консистентността и производителността на бои, разтворители и подобни материали в промишлени приложения.

Методът на плочата на Вилхелми е особено забележителен със своята практичност при обработката на пигментирани бои, тъй като е по-лесен за почистване и по-малко повлиян от вискозитета в сравнение с метода на пръстена на дю Нуи.

Стандартът ASTM D1331 подчертава важността на безопасността. Потребителите трябва:

• Информационните листове за безопасност на материалите трябва да бъдат прегледани за всички реактиви и материали.
• Трябва да се установят подходящи практики за безопасност, здраве и околна среда.
• Преди извършване на тестовете е необходимо да се гарантира, че са спазени законовите ограничения.

Този стандарт е в съответствие с международните принципи за стандартизация, установени от Комитета по технически бариери пред търговията на Световната търговска организация, което гарантира неговата глобална валидност.

Този стандарт е претърпял няколко редакции, за да се включат постиженията в техниките за измерване и да се разшири неговата приложимост. В най-новата актуализация обхватът му е разширен, за да включва багрила и разтворители в допълнение към повърхностноактивните вещества. Предишните версии се фокусираха предимно върху повърхностноактивните вещества и включваха само два метода (пръстенът на дю Нуи за повърхностно и междуфазово напрежение). Добавянето на методи с плоча на Вилхелми в последващите редакции отразява технологичния напредък и нуждите на индустрията.

В резултат на това, ASTM D1331 е жизненоважен стандарт за индустриите, които разчитат на прецизни измервания на повърхностното и междуфазовото напрежение. Четири метода за изпитване както за повърхностно, така и за междуфазово напрежение – пръстенът на дю Нуй и плочата на Вилхелми – предоставят универсални инструменти за оценка на течности, използвани в бои, разтворители и повърхностноактивни вещества. Предоставяйки надеждни данни за контрол на качеството и прогнозиране на производителността, този стандарт насърчава иновациите и последователността в приложенията на материалознанието.

Нашата организация, която обслужва бизнеса от много години и следи щателно световните развития в науката и технологиите, разполага с екип от опитни професионалисти и широка инфраструктура за провеждане на тестове, измервания и анализи в широк спектър от области за бизнеса от всички сектори. В този контекст, ние също така предоставяме услуги за тестване в съответствие със стандартните методи за изпитване на повърхностно и междуфазово напрежение на повърхностноактивни разтвори ASTM D1331.