Método de teste padrão ASTM C813-20 para contaminação hidrofóbica em vidro por medição de ângulo de contato

O padrão “Método de teste padrão ASTM C813-20 para contaminação hidrofóbica em vidro por medição de ângulo de contato” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste para detectar contaminação hidrofóbica em superfícies de vidro através de medições de ângulo de contato. Quando conduzido adequadamente, este método de teste permite a detecção de frações hidrofóbicas de contaminantes orgânicos em camadas monomoleculares. Superfícies muito ásperas ou porosas podem reduzir significativamente a sensibilidade deste método de teste.

Para os fins desta norma,

• O ângulo de contato de equilíbrio refere-se ao ângulo que pode ser observado imediatamente após o aumento do tamanho de uma gota de líquido.
• Hidrofílico refere-se a ser molhável, tendo forte afinidade pela água. Superfícies perfeitamente hidrofílicas exibem ângulo de contato zero.
• Hidrofóbico refere-se a não ser molhável, tendo pouca afinidade com a água. Superfícies hidrofóbicas exibem ângulos de contato significativamente maiores que zero (geralmente maiores que 45 graus para o ângulo de equilíbrio).
• O ângulo de recuo é o menor ângulo que pode ser observado quando o tamanho de uma gota de líquido é reduzido.
• Uma gota parada é uma gota de líquido que repousa na parte superior de uma superfície horizontal.

O teste do ângulo de contato é realizado depositando gotas de água destilada com permanganato ou água reativa em conformidade com a “Especificação padrão ASTM D1193-06 para água reativa” na superfície a ser testada usando uma seringa hipodérmica montada. As gotículas em questão são depositadas para medir o ângulo de contato de equilíbrio, conforme descrito aqui.

As medições são feitas por um dos dois métodos bem conhecidos:

• Gerando imagens da gota fixa com um microscópio de comparação equipado com uma escala de goniômetro que mede diretamente o ângulo
• Fotografando a gota estacionária e medindo o ângulo com um transferidor

A interpretação das medições baseia-se no fato de que a contaminação orgânica nas superfícies leva a ângulos de contato significativamente maiores do que os ângulos próximos de zero medidos em superfícies limpas ou contaminadas com materiais hidrofílicos.

O teste de ângulo de contato não é destrutivo e pode ser usado para controlar e avaliar os processos de remoção de contaminantes hidrofóbicos. O teste também pode ser usado para detecção e controle de contaminantes hidrofóbicos em ambientes de processamento. Para esta aplicação, uma superfície livre de filmes hidrofóbicos é exposta às condições ambientais e depois testada.

A perda de sensibilidade pode ser causada por qualquer um destes fatores:

• Presença de substâncias hidrofílicas, como detergente de limpeza residual, na superfície a ser testada ou na água utilizada para teste
• Uma superfície incomumente áspera ou porosa

O equipamento utilizado nestes testes inclui:

• Microscópio comparador de baixa potência (5 a 50×) com escala goniômetro e fonte de luz para iluminação de pequenas gotas.
• Câmera que pode tirar fotos da queda se esse método alternativo for usado.
• Transferidor para medir o ângulo se um método alternativo for usado.
• Seringa hipodérmica ou bureta micrométrica em suporte fixo. A agulha da seringa ou a ponta da bureta devem ter calibre BD 20 a 26 ou equivalente e ter uma ponta perfeitamente limpa, de corte quadrado, livre de qualquer material estranho que possa obstruir a formação de gotas.
• Placa móvel para montagem da amostra durante a visualização do perfil da gota.

Os reagentes e materiais utilizados nestes testes incluem:

• Pureza da água: Geralmente, água reagente Tipo II em conformidade com ASTM D1193-06 ou água destilada de uma solução de 3 g/L de permanganato de potássio é suficiente. A água utilizada deve estar isenta de substâncias hidrofóbicas e hidrofílicas. Para testar se a água está livre de contaminação hidrofóbica, uma folha de mica recém-cortada deve ser usada como superfície de teste para a medição do ângulo de contato de equilíbrio da água, conforme descrito nesta norma. Se a média de duas dessas determinações do ângulo de contacto de equilíbrio não for inferior a 4 graus, é necessária uma purificação adicional da água.
• Mike.
• Folha de politetrafluoroetileno.

Os ângulos de contato da água no politetrafluoretileno limpo devem ser medidos para garantir a familiaridade do operador com o teste e para verificar equipamentos e técnicas.

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