O padrão “Método de teste padrão ASTM D5946-17 para filmes de polímero tratados com corona usando medições de ângulo de contato com água” desenvolvido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descreve um método de teste para medir o ângulo de contato de gotas de água em superfícies de filmes de polímero tratados com corona. Esta norma é essencialmente a mesma que a norma “ISO 15989 Plásticos - Filmes e folhas - Medição do ângulo de contato com água de filmes tratados com corona”, publicada pela Organização Internacional de Padronização (ISO).
Para os propósitos desta norma, o ângulo de contato estático se refere ao ângulo entre a linha tangente traçada para a superfície da gota nos três pontos de fase e a superfície do substrato quando uma gota de líquido está em repouso sobre uma superfície sólida plana. Os valores do ângulo de contato podem ser determinados da seguinte forma:
O primeiro método pode ser tendencioso devido à natureza subjetiva de encontrar visualmente uma tangente à imagem da gota no ponto trifásico. Se esse método for usado, o viés das medições de cada operador deve ser determinado. Como o segundo método usa as dimensões medidas da gota, espera-se que ele tenha menos viés. Não foram realizadas análises comparativas usando esses vários procedimentos. Portanto, é aconselhável cautela ao comparar dados desses diferentes métodos. O segundo método pode não ser aplicável em casos especiais onde o ângulo de contato é maior que 90 graus.
No método de teste padrão ASTM D5946-17, gotas de água são colocadas na superfície de uma amostra de filme e os valores do ângulo de contato são medidos e calculados a média.
A capacidade dos filmes de polímero de reter tintas, revestimentos, adesivos e similares depende principalmente das características de sua superfície e pode ser melhorada por uma de várias técnicas de tratamento de superfície. Descobriu-se que o tratamento por descarga elétrica, como o tratamento corona, aumenta a tensão de molhagem de um filme de polímero. Quanto mais forte o processo, mais ativamente a superfície reage com diferentes interfaces polares. Portanto, é possível relacionar o ângulo de contato da superfície de um filme de polímero à sua capacidade de aceitar e reter tintas, revestimentos e adesivos, se a tinta, o revestimento ou o adesivo contiverem funções polares. O ângulo de contato por si só não é uma medida completamente aceitável de adesão de tinta, revestimento ou adesivo.
A tensão de umedecimento de um filme de polímero pertence a um grupo de parâmetros físicos para os quais não existe um padrão de precisão. O estresse de umedecimento de um polímero não pode ser medido diretamente porque os sólidos não mudam de forma mensurável em resposta à energia da superfície. Muitos métodos indiretos foram propostos. Diferentes métodos de teste tendem a produzir resultados diferentes nas mesmas amostras. A determinação prática da energia de superfície de um sólido utiliza essa interação do sólido com os líquidos de teste.
Embora o nível de acabamento superficial de filmes de polímero tenha sido tradicionalmente definido na indústria em termos de dinas/cm, esses valores são derivados de uma interpretação subjetiva do comportamento observado do fluido de teste.
Os intervalos de valores de ângulo de contato com a água fornecidos na norma podem ser usados como um guia para definir o nível de tratamento de superfície de poliolefinas e muitos outros filmes de polímero com energias superficiais inicialmente baixas. A adequação dos testes para aceitação de especificações, controle de produção e uso final de filmes de polímero deve ser determinada por meio de estudos de capacidade para cada filme e processo específico.
Em quase todos os materiais, há mudanças no ângulo de contato à medida que você se move de um ponto para outro. O processamento irregular do filme com dispositivos de tratamento corona também pode adicionar variabilidade aos resultados. Portanto, múltiplas medições são necessárias para refletir mudanças no processo e na rugosidade da superfície.
O estresse de umedecimento de um filme de polímero em contato com uma gota de líquido na presença de ar é uma função das energias de superfície das interfaces ar-filme e filme-líquido. Qualquer vestígio de contaminação por surfactante no líquido ou filme de teste pode afetar os resultados. Portanto, é importante que nenhuma parte da superfície do filme a ser testada seja tocada ou esfregada, que todo o equipamento seja meticulosamente limpo e que a pureza da água seja cuidadosamente mantida. Aparelhos de vidro, em particular, podem ser contaminados por detergentes com tensão superficial muito baixa, a menos que precauções especiais sejam tomadas para garantir sua ausência, como limpeza com ácido sulfúrico crômico e enxágue com água destilada.
A presença de aditivos antiderrapantes, antiestáticos ou antibloqueantes e outros pode alterar a superfície do filme devido à lixiviação desses aditivos na superfície ao longo do tempo. Películas finas em relevo introduzem mais variabilidade nas medições.
Filmes de polímero geralmente geram cargas estáticas durante o processamento. O tratamento contra o coronavírus muitas vezes piora os problemas. Para medição de superfície, a amostra de filme pode suportar a carga estática gerada durante o processamento ou ganhar carga por atrito ao deslizar sobre a superfície do suporte da amostra.
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