Norma „ASTM D5946-17 Standardowa metoda badania folii polimerowych poddanych obróbce koronowej z wykorzystaniem pomiaru kąta zwilżania wodą” opracowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM) opisuje metodę badania służącą do pomiaru kąta zwilżania kropelek wody na powierzchniach folii polimerowych poddanych obróbce koronowej. Niniejsza norma jest zasadniczo taka sama jak norma „ISO 15989 Tworzywa sztuczne – Folie i płyty – Pomiar kąta zwilżania wodą folii poddanych obróbce koronowej” opublikowana przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO).
Dla celów niniejszej normy, kąt zwilżenia statycznego odnosi się do kąta między linią styczną do powierzchni kropli w trzech punktach fazowych a powierzchnią podłoża, gdy kropla cieczy znajduje się w spoczynku na płaskiej powierzchni ciała stałego. Wartości kąta zwilżania można określić następująco:
Pierwsza metoda może być obarczona błędem ze względu na subiektywną naturę wizualnego znajdowania stycznej do obrazu kropli w punkcie trójfazowym. Jeżeli ma być stosowana ta metoda, konieczne jest ustalenie błędu pomiaru każdego operatora. Ponieważ druga metoda wykorzystuje zmierzone wymiary kropli, można się spodziewać, że będzie miała mniejsze odchylenie. Nie przeprowadzono dotychczas analiz porównawczych wykorzystujących te różne procedury. Dlatego zaleca się ostrożność przy porównywaniu danych uzyskanych różnymi metodami. Druga metoda może nie mieć zastosowania w szczególnych przypadkach, gdy kąt zwilżania jest większy niż 90 stopni.
W metodzie badawczej określonej w normie ASTM D5946-17 krople wody umieszczane są na powierzchni próbki folii, a następnie mierzone i uśredniane są wartości kąta zwilżania.
Zdolność folii polimerowych do zatrzymywania farb, powłok, klejów itp. zależy przede wszystkim od charakteru ich powierzchni i można ją poprawić, stosując jedną z kilku technik obróbki powierzchni. Stwierdzono, że obróbka wyładowaniami elektrycznymi, np. koronowa, zwiększa napięcie zwilżania folii polimerowej. Im silniejszy proces, tym aktywniej powierzchnia reaguje z różnymi polarnymi interfejsami. W związku z tym możliwe jest powiązanie kąta zwilżania powierzchni folii polimerowej z jej zdolnością do przyjmowania i zatrzymywania farb, powłok, klejów, jeżeli farba, powłoka lub klej zawierają funkcje polarne. Kąt zwilżania sam w sobie nie jest w pełni akceptowalnym pomiarem przyczepności tuszu, powłoki lub kleju.
Napięcie zwilżania folii polimerowej należy do grupy parametrów fizycznych, dla których nie ma standardu dokładności. Naprężenia zwilżającego polimeru nie można zmierzyć bezpośrednio, ponieważ ciała stałe nie zmieniają kształtu w sposób mierzalny pod wpływem energii powierzchniowej. Zaproponowano wiele metod pośrednich. Różne metody testowania mogą dawać różne wyniki w przypadku tych samych próbek. W praktyce wyznaczanie energii powierzchniowej ciała stałego wykorzystuje się interakcję ciała stałego z badaną cieczą.
Chociaż tradycyjnie w przemyśle poziom wykończenia powierzchni folii polimerowych definiowano w dynach/cm, wartości te pochodzą z subiektywnej interpretacji obserwowanego zachowania płynu testowego.
Podane w normie zakresy wartości kąta zwilżania wodą można traktować jako wskazówki do określania poziomu obróbki powierzchniowej poliolefin i wielu innych folii polimerowych o początkowo niskich energiach powierzchniowych. Przydatność badań do akceptacji specyfikacji, kontroli produkcji i końcowego zastosowania folii polimerowych powinna zostać ustalona poprzez badania zdolności dla każdej konkretnej folii i procesu.
W przypadku prawie wszystkich materiałów kąt styku zmienia się w miarę przemieszczania się z jednego punktu do drugiego. Nierównomierna obróbka filmu za pomocą urządzeń do obróbki koronowej może również powodować zmienność wyników. Dlatego też, aby odzwierciedlić zmiany w procesie i chropowatości powierzchni, konieczne jest przeprowadzenie wielu pomiarów.
Naprężenie zwilżające filmu polimerowego w kontakcie z kroplą cieczy w obecności powietrza jest funkcją energii powierzchniowych zarówno granicy faz powietrze-film, jak i film-ciecz. Jakiekolwiek ślady zanieczyszczenia środkiem powierzchniowo czynnym w cieczy testowej lub warstwie mogą mieć wpływ na wyniki. Dlatego ważne jest, aby nie dotykać ani nie pocierać żadnej części testowanej powierzchni folii, cały sprzęt był nieskazitelnie czysty, a czystość wody starannie utrzymywana. Szczególnie narażone na zanieczyszczenie środkami czyszczącymi o bardzo niskim napięciu powierzchniowym są urządzenia szklane, chyba że zostaną podjęte specjalne środki ostrożności, takie jak czyszczenie kwasem chromowo-siarczanowym i płukanie wodą destylowaną.
Obecność dodatków antypoślizgowych, antystatycznych, antyblokujących i innych może z czasem zmienić powierzchnię folii na skutek wypłukiwania tych dodatków z powierzchni. Cienkie, tłoczone folie wprowadzają większą zmienność do pomiarów.
Folie polimerowe często generują ładunki statyczne podczas przetwarzania. Leczenie koronawirusem często pogarsza sytuację. W przypadku pomiaru powierzchni próbka folii może przenosić obciążenie statyczne generowane w trakcie przetwarzania lub zwiększać obciążenie poprzez tarcie podczas przesuwania się po powierzchni uchwytu próbki.
Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście usługi testowe są również świadczone przedsiębiorstwom zgodnie z normą „ASTM D5946-17 Standardowa metoda testowania folii polimerowych poddanych obróbce koronowej z wykorzystaniem pomiaru kąta zwilżania wodą”.
Możesz poprosić nas o wypełnienie formularza, aby umówić się na spotkanie, uzyskać bardziej szczegółowe informacje lub poprosić o ocenę.
