ASTM C813-20 Standardowa metoda badania zanieczyszczenia hydrofobowego szkła poprzez pomiar kąta zwilżania

Norma „ASTM C813-20 Standardowa metoda badania zanieczyszczeń hydrofobowych na szkle poprzez pomiar kąta zwilżania” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania służącą do wykrywania zanieczyszczeń hydrofobowych na powierzchniach szklanych poprzez pomiary kąta zwilżania. Ta metoda badawcza, odpowiednio przeprowadzona, umożliwia wykrycie frakcji hydrofobowych zanieczyszczeń organicznych w warstwach jednocząsteczkowych. Bardzo szorstkie lub porowate powierzchnie mogą znacznie zmniejszyć czułość tej metody badawczej.

Do celów niniejszego standardu

• Równowagowy kąt zwilżania odnosi się do kąta, który można zaobserwować natychmiast po zwiększeniu wielkości kropelki cieczy.
• Hydrofilowość oznacza zwilżalność i silne powinowactwo do wody. Powierzchnie doskonale hydrofilowe wykazują zerowy kąt zwilżania.
• Hydrofobowość oznacza niezwilżalność i małe powinowactwo do wody. Powierzchnie hydrofobowe wykazują kąt zwilżania znacznie większy od zera (zwykle większy niż 45 stopni dla kąta równowagi).
• Kąt odwrotu to najmniejszy kąt, jaki można zaobserwować, gdy zmniejsza się rozmiar kropli cieczy.
• Nieruchoma kropla to kropla cieczy spoczywająca na górnej stronie poziomej powierzchni.

Badanie kąta zwilżania przeprowadza się poprzez osadzenie kropelek wody destylowanej nadmanganianem lub wody reaktywnej zgodnie z „Standardową specyfikacją ASTM D1193-06 dla wody reaktywnej” na badaną powierzchnię za pomocą zamontowanej strzykawki podskórnej. Krople, o których mowa, osadza się w celu pomiaru równowagowego kąta zwilżania, jak opisano tutaj.

Pomiary wykonuje się jedną z dwóch dobrze znanych metod:

• Obrazowanie nieruchomej kropli za pomocą mikroskopu porównawczego wyposażonego w skalę goniometryczną, która bezpośrednio mierzy kąt
• Fotografowanie nieruchomej kropli i mierzenie kąta za pomocą kątomierza

Interpretacja pomiarów opiera się na fakcie, że zanieczyszczenia organiczne na powierzchniach prowadzą do powstania kątów zwilżania znacznie większych niż kąty bliskie zera mierzone na powierzchniach czystych lub zanieczyszczonych materiałami hydrofilowymi.

Badanie kąta zwilżania jest badaniem nieniszczącym i można je wykorzystać do kontroli i oceny procesów usuwania zanieczyszczeń hydrofobowych. Test może być również stosowany do wykrywania i kontroli zanieczyszczeń hydrofobowych w środowiskach produkcyjnych. W tym zastosowaniu powierzchnię pozbawioną folii hydrofobowych poddaje się działaniu warunków otoczenia, a następnie testuje.

Utrata wrażliwości może być spowodowana przez którykolwiek z następujących czynników:

• Obecność substancji hydrofilowych, takich jak pozostałości detergentu czyszczącego, na badanej powierzchni lub w wodzie użytej do badania
• Niezwykle szorstka lub porowata powierzchnia

Sprzęt używany w tych testach obejmuje:

• Mikroskop porównawczy o małej mocy (5 do 50×) ze skalą goniometryczną i źródłem światła do oświetlania małych kropel.
• Aparat, który może wykonać zdjęcia kropli, jeśli zostanie zastosowana ta alternatywna metoda.
• Kątomierz do pomiaru kąta, jeśli stosowana jest metoda alternatywna.
• Strzykawka podskórna lub biureta mikrometryczna w stałym uchwycie. Igła strzykawki lub końcówka biurety powinna mieć rozmiar BD od 20 do 26 lub równoważny i mieć idealnie czystą, kwadratową końcówkę, wolną od wszelkich ciał obcych, które mogłyby utrudniać tworzenie kropli.
• Ruchoma płyta do mocowania próbki podczas oglądania profilu kropli.

Odczynniki i materiały stosowane w tych testach obejmują:

• Czystość wody: Generalnie wystarczająca jest woda z odczynnikiem typu II zgodna z ASTM D1193-06 lub woda destylowana z roztworu nadmanganianu potasu o stężeniu 3 g/l. Używana woda nie może zawierać substancji hydrofobowych i hydrofilowych. Aby sprawdzić, czy woda jest wolna od zanieczyszczeń hydrofobowych, należy zastosować świeżo cięty arkusz miki jako powierzchnię testową do pomiaru równowagowego kąta zwilżania wody, jak opisano w niniejszej normie. Jeżeli średnia z dwóch takich równowagowych oznaczeń kąta zwilżania jest nie mniejsza niż 4 stopnie, wymagane jest dalsze oczyszczanie wody.
• Mika.
• Arkusz politetrafluoroetylenu.

Należy zmierzyć kąty zwilżania wody na czystym politetrafluoroetylenie, aby upewnić się, że operator zaznajomił się z testem oraz sprawdzić sprzęt i techniki.

Wśród licznych testów, pomiarów, analiz i badań oceniających przeprowadzanych dla przedsiębiorstw z różnych sektorów, nasza organizacja, dysponując przeszkoloną i fachową kadrą oraz zaawansowanym sprzętem technologicznym, przeprowadza badanie określone w normie „ASTM C813-20 Standardowa metoda testowa dla zanieczyszczenia hydrofobowe na szkle wraz z pomiarem kąta zwilżania”. Świadczy także usługi.