Štandardné skúšobné metódy ASTM D1331 pre povrchové a medzifázové napätie roztokov povrchovo aktívnych látok

Norma „ASTM D1331 Štandardné skúšobné metódy pre povrchové a medzifázové napätie roztokov povrchovo aktívnych látok“ vydaná Americkou spoločnosťou pre testovanie a materiály (ASTM) opisuje skúšobné metódy na stanovenie povrchového napätia a medzifázového napätia rôznych kvapalných materiálov vrátane, ale nie výlučne, farieb, rozpúšťadiel a roztokov povrchovo aktívnych látok, ako je definované v norme ASTM D459.

Nižšie sú uvedené štyri rôzne testovacie metódy určené na poskytovanie presných a opakovateľných výsledkov:

• Metóda A – Povrchové napätie s Du Noüyovým krúžkom: Táto metóda využíva platinový drôtený krúžok zavesený na tenziometri na meranie povrchového napätia. Je primárne určená pre vodné roztoky povrchovo aktívnych látok, ale je použiteľná aj pre vodné farby, nevodné roztoky a systémy zmiešaných rozpúšťadiel. Vyžaduje si korekcie vztlaku, aby sa zohľadnila kvapalina vytlačená krúžkom.
• Metóda B – Povrchové napätie s Du Noüyovým kruhom: Táto metóda meria napätie na rozhraní medzi dvoma kvapalnými fázami. Je vhodná pre dvojfázové roztoky vrátane tých, ktoré obsahujú viacero rozpustených zložiek, aj keď nie všetky sú povrchovo aktívne. Podobne ako metóda A vyžaduje korekcie vztlaku.
• Metóda C – Povrchové napätie s Wilhelmyho platňou: Táto metóda používa na meranie povrchového napätia plochú, tenkú platňu (zvyčajne sklenenú alebo platinovú). Odporúča sa pre farby a živicové roztoky kvôli jednoduchému použitiu, jednoduchšiemu procesu čistenia a vhodnosti pre pigmentované kvapaliny. Nevyžaduje korekcie vztlaku a nie je ovplyvnená strednou viskozitou kvapalín (1 – 10 Pa·s). Je to odporúčaná metóda na použitie s farbami a živicovými roztokmi.
• Metóda D – Medzifázové napätie s Wilhelmyho platňou: Táto metóda meria medzifázové napätie medzi dvoma kvapalnými fázami pomocou Wilhelmyho platne. Je použiteľná pre dvojfázové roztoky a zmesi a ponúka podobné výhody ako metóda C. Metódy s Wilhelmyho platňou (C a D) sú často uprednostňované v priemyselnom prostredí, najmä pre farby, kvôli ich spoľahlivosti a jednoduchej údržbe.

Tieto metódy poskytujú užitočné údaje na hodnotenie účinnosti povrchovo aktívnych látok pri znižovaní povrchového napätia. Okrem toho údaje o povrchovom napätí dokážu predpovedať interakcie medzi kvapalinami a pevnými povrchmi alebo inými kvapalinami a možno ich použiť na určenie zmáčacích vlastností farieb, rozpúšťadiel a iných kvapalín. Mnohé laboratóriá zistili, že Wilhelmyho platňa sa ľahšie používa, ľahšie sa čistí a vo všeobecnosti sa ľahšie používa s pigmentovanými farbami. V oblasti povrchovej vedy je medzitým metóda du Noüyovho kruhu technikou používanou na meranie povrchového napätia kvapaliny.

Stručne povedané, norma ASTM D1331 poskytuje komplexný rámec na meranie povrchového a medzifázového napätia rôznych kvapalných materiálov vrátane farieb, rozpúšťadiel a roztokov povrchovo aktívnych látok. Táto norma sa široko používa v rôznych odvetviach na hodnotenie správania kvapalín v kontakte s inými kvapalinami alebo pevnými povrchmi, čo je kľúčové pre aplikácie, ako sú nátery, lepidlá a emulzie.

Táto norma sa vzťahuje na stanovenie povrchového napätia a medzifázového napätia pre rôzne kvapaliny a je použiteľná pre:

• Vodné roztoky povrchovo aktívnych látok (surfaktantov).
• Vodou riediteľné a bezvodé farby.
• Roztoky zmiešaných rozpúšťadiel.
• Dvojfázové kvapalné systémy.

Skúšobné metódy opísané v norme ASTM D1331 sú kľúčové pre:

• Hodnotenie povrchovo aktívnych látok: Poskytujú údaje na vyhodnotenie toho, ako účinne povrchovo aktívne látky znižujú povrchové napätie potrebné na vytvorenie stabilných emulzií a náterov.
• Predikcia interakcií kvapalín: Údaje o povrchovom a medzifázovom napätí pomáhajú predpovedať, ako budú kvapaliny interagovať s pevnými povrchmi alebo inými kvapalinami, a určujú ich zmáčacie a rozptyľovacie vlastnosti.
• Kontrola kvality: Tieto merania zabezpečujú konzistentnosť a výkonnosť farieb, rozpúšťadiel a súvisiacich materiálov v priemyselných aplikáciách.

Wilhelmyho platňová metóda je obzvlášť pozoruhodná svojou praktickosťou pri spracovaní pigmentovaných farieb, pretože sa ľahšie čistí a je menej ovplyvnená viskozitou v porovnaní s du Noüyho prstencovou metódou.

Norma ASTM D1331 zdôrazňuje dôležitosť bezpečnosti. Používatelia by mali:

• Karty bezpečnostných údajov by sa mali skontrolovať pre všetky činidlá a materiály.
• Musia sa zaviesť vhodné postupy v oblasti bezpečnosti, zdravia a životného prostredia.
• Pred vykonaním testov je potrebné zabezpečiť dodržanie zákonných obmedzení.

Táto norma je v súlade s medzinárodnými normalizačnými zásadami stanovenými Výborom pre technické prekážky obchodu Svetovej obchodnej organizácie, čím sa zabezpečuje jej globálna platnosť.

Táto norma prešla niekoľkými revíziami s cieľom zohľadniť pokroky v meracích technikách a rozšíriť jej použiteľnosť. V najnovšej aktualizácii bol jej rozsah rozšírený o farbivá a rozpúšťadlá okrem povrchovo aktívnych látok. Predchádzajúce verzie sa zameriavali predovšetkým na povrchovo aktívne látky a obsahovali iba dve metódy (du Noüyov kruh pre povrchové a medzifázové napätie). Pridanie Wilhelmyho platňových metód v nasledujúcich revíziách odráža technologický pokrok a potreby priemyslu.

V dôsledku toho je norma ASTM D1331 dôležitou normou pre odvetvia, ktoré sa spoliehajú na presné merania povrchového a medzifázového napätia. Štyri testovacie metódy pre povrchové aj medzifázové napätie – du Noüyov krúžok a Wilhelmyho doska – poskytujú všestranné nástroje na hodnotenie kvapalín používaných vo farbách, rozpúšťadlách a povrchovo aktívnych látkach. Táto norma poskytuje spoľahlivé údaje na kontrolu kvality a predikciu výkonu a podporuje inovácie a konzistentnosť v aplikáciách materiálovej vedy.

Naša organizácia, ktorá už mnoho rokov slúži podnikom a dôkladne sleduje globálny vývoj vo vede a technike, zamestnáva tím skúsených odborníkov a širokú infraštruktúru na vykonávanie testovania, merania a analýz v širokej škále oblastí pre podniky vo všetkých sektoroch. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou ASTM D1331 Standard Test Methods for Surface and Interfacious Tension of Surfactant Solutions.