Amalan Standard ASTM D7334-08 untuk Kebolehbasahan Permukaan Salutan, Substrat dan Pigmen dengan Memperbaik Pengukuran Sudut Sentuhan

Standard "ASTM D7334-08 Amalan standard untuk kebolehbasahan permukaan salutan, substrat dan pigmen dengan membangunkan pengukuran sudut sentuhan" yang dibangunkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menerangkan aplikasi untuk mengukur sudut sentuhan apabila titisan cecair digunakan pada permukaan bersalut, substrat atau cakera pigmen yang telah dibentuk sebelumnya.

Terdapat dua jenis sudut sentuhan: maju dan surut. Piawaian ini hanya berkaitan dengan sudut sentuhan progresif. Aplikasi ini bertujuan untuk menambah, tetapi tidak bertujuan untuk menggantikan, arahan pengilang untuk peranti yang digunakan untuk membuat ukuran.

Cecair ujian biasa ialah air, tetapi banyak cecair lain boleh digunakan, seperti pelarut, larutan surfaktan dan dispersan, dan juga pewarna cecair. Aplikasi ini adalah berdasarkan goniometri, yang melibatkan pemerhatian titisan pegun cecair ujian pada substrat pepejal. Walaupun sudut sentuhan dikawal oleh tegangan permukaan, piawaian ini tidak boleh digunakan untuk mengukur tegangan permukaan secara langsung.

Untuk tujuan piawaian ini, terma dan takrifan berikut digunakan:

Sudut sesentuh memajukan ialah sudut sesentuh yang diukur serta-merta selepas jatuhan duduk diletakkan di permukaan. Penurunan mempunyai isipadu maksimum yang dibenarkan untuk kawasan antara muka pepejal cecair, sebarang penambahan akan menyebabkan penurunan itu mengembang dan meningkatkan kawasan antara muka pepejal cecair. Ini boleh dianggap sebagai sudut pembasahan kerana titisan bersedia untuk membasahi kawasan tambahan. Ini ialah sudut sentuhan yang digunakan dalam kaedah ini dan kebanyakan ukuran salutan.
Sudut sentuhan ialah sudut yang disertakan yang dibuat oleh penurunan antara substrat dan tangen yang dilukis pada titik persilangan antara substrat seperti yang ditunjukkan dalam rajah. Ini adalah sudut yang terbentuk pada sempadan tiga fasa di mana cecair, gas (udara), dan pepejal bersilang.
Sudut sentuhan surut ialah sudut sentuhan yang diukur apabila bahan dikeluarkan dari titisan dan mengecut. Kawasan antara muka cecair-pepejal akan berkurangan. Ini adalah sudut pembasahan.
Titisan tidak aktif ialah titisan cecair di atas permukaan mendatar.
Istilah tegangan permukaan dan tenaga permukaan sering digunakan secara bergantian. Mereka secara berangka sama, tetapi mempunyai unit yang berbeza. Ini adalah ukuran kesan yang terhasil daripada daya kohesi molekul yang tidak seimbang pada permukaan yang menyebabkan permukaan mengecut dan berkelakuan seperti filem atau membran. Molekul permukaan mempunyai tenaga bebas yang lebih tinggi daripada molekul dalam bahan pukal. Tenaga bebas yang berlebihan itu dipanggil tenaga permukaan. Walau bagaimanapun, apa yang diukur biasanya tegangan permukaan, iaitu daya yang diperlukan untuk memecahkan filem dengan panjang tertentu.

Semasa ujian, isipadu air tertentu atau titisan cecair ujian lain yang dipersetujui digunakan pada sampel ujian menggunakan picagari. Sudut sentuhan diukur dengan salah satu daripada dua kaedah:

Dengan melihat titisan pegun melalui mikroskop yang dipasang dengan skala goniometer untuk pengukuran langsung sudut.
Dengan menangkap imej titisan, kemudian ukur dengan protraktor atau menggunakan perisian yang sesuai untuk memproses imej dan mengukur sudut.

Piawaian ini berguna untuk mencirikan kebolehbasahan permukaan. Permukaan yang mudah basah ialah permukaan yang salutan lebih berkemungkinan memberikan lekatan dan penampilan yang baik serta kurang berkemungkinan mengalami kecacatan berkaitan tegangan permukaan seperti rayapan, kawah, lubang jarum dan kulit oren.

Piawaian ini juga boleh digunakan untuk menguji kebolehbasahan permukaan pigmen, terutamanya oleh surfaktan yang berpotensi atau dispersan berasaskan resin atau pangkalan kilang. Pigmen yang mudah basah berkemungkinan lebih mudah tersebar, dan bahan penyerap/asas kilang yang membasahi pigmen yang diminati berkemungkinan besar menyebarkan pigmen tersebut dengan baik.

Walaupun sudut sentuhan dikawal oleh tegangan permukaan cecair ujian dan permukaan ujian, sudut tidak dapat memberikan nilai tegangan permukaan langsung.

Nilai sudut sentuhan yang rendah (sehingga 45 darjah) menunjukkan pembasahan dan sudut 10 hingga 20 darjah menunjukkan pembasahan yang sangat baik.

Air boleh digunakan sebagai cecair ujian untuk menentukan (melalui sudut sentuhan progresif) sama ada sesuatu permukaan adalah hidrofilik (sudut sehingga 45 darjah), hidrofobik (sudut sekurang-kurangnya 90 darjah), atau suatu tempat di antara (sudut antara 45 darjah dan 90 darjah). Sudut sentuhan air telah digunakan untuk meramalkan kebersihan permukaan sebelum dan selepas operasi pembersihan, kemudahan pembasahan permukaan dengan salutan berasaskan air, dan keberkesanan operasi pembilasan.

Cecair organik, seperti pelarut, juga boleh digunakan untuk mencirikan substrat, salutan, atau pigmen. Sudut sentuhan yang terhasil bergantung pada tegangan permukaan cecair dan permukaan ujian. Permukaan ujian dengan tegangan permukaan rendah (tenaga) tidak akan dibasahi oleh cecair dengan tegangan permukaan yang tinggi.

Sebagai tambahan kepada air dan pelarut, penyebaran surfaktan atau larutan dispersan boleh digunakan untuk menguji permukaan pigmen. Mana-mana cecair ujian yang berpotensi sebagai penyerakan untuk pigmen ujian mesti membasahi pigmen dengan teliti atau ia tidak akan berfungsi sebagai penyebar.

Pengukuran sudut sentuhan boleh digunakan untuk memetakan permukaan untuk hidrofilik, kehadiran komponen tegangan permukaan rendah atau bahan cemar, atau perbezaan dalam komposisi. Kaedah analisis lain, seperti mikroskop inframerah, diperlukan untuk mengenal pasti bahagian kimia yang menimbulkan perbezaan sudut sentuhan.

Kaedah ujian ini boleh digunakan pada hampir semua salutan dan substrat dan boleh dilanjutkan kepada pigmen dengan memampatkan serbuk pigmen ke dalam cakera pepejal.

Organisasi kami, yang telah cuba menyokong perniagaan dari setiap sektor dengan pelbagai ujian, pengukuran, analisis dan kajian penilaian yang telah dijalankan selama bertahun-tahun, mempunyai kakitangan yang kukuh yang mengikuti perkembangan dunia dalam bidang sains dan teknologi dan sentiasa memperbaiki dirinya. Dalam konteks ini, perkhidmatan ujian juga disediakan kepada perniagaan mengikut piawaian "Aplikasi Standard ASTM D7334-08 untuk kebolehbasahan permukaan salutan, substrat dan pigmen dengan menambah baik ukuran sudut sentuhan".