Tiêu chuẩn thực hành ASTM D7334-08 về khả năng thấm ướt bề mặt của lớp phủ, chất nền và chất màu bằng cách cải thiện phép đo góc tiếp xúc

Tiêu chuẩn thực hành ASTM D7334-08 về khả năng thấm ướt bề mặt của lớp phủ, chất nền và chất màu bằng cách cải thiện phép đo góc tiếp xúc

Tiêu chuẩn “ASTM D7334-08 Tiêu chuẩn thực hành về khả năng thấm ướt bề mặt của lớp phủ, chất nền và chất màu bằng cách phát triển phép đo góc tiếp xúc” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển mô tả một ứng dụng để đo góc tiếp xúc khi một giọt chất lỏng được bôi lên bề mặt được phủ, chất nền hoặc đĩa chất màu đã định hình sẵn.

Tiêu chuẩn thực hành ASTM D7334-08 về khả năng thấm ướt bề mặt của lớp phủ, chất nền và chất màu bằng cách cải thiện phép đo góc tiếp xúc

Có hai loại góc tiếp xúc: tiến và lùi. Tiêu chuẩn này chỉ đề cập đến các góc tiếp xúc lũy tiến. Ứng dụng này nhằm mục đích bổ sung nhưng không thay thế hướng dẫn của nhà sản xuất đối với thiết bị được sử dụng để thực hiện phép đo.

Chất lỏng thử nghiệm phổ biến là nước, nhưng có thể sử dụng nhiều loại chất lỏng khác, chẳng hạn như dung môi, dung dịch chất hoạt động bề mặt và chất phân tán, thậm chí cả thuốc nhuộm dạng lỏng. Ứng dụng này dựa trên phép đo góc, bao gồm việc quan sát một giọt chất lỏng thử nghiệm đứng yên trên một chất nền rắn. Mặc dù góc tiếp xúc được chi phối bởi sức căng bề mặt, nhưng tiêu chuẩn này không thể được sử dụng để đo trực tiếp sức căng bề mặt.

Với mục đích của tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

  • Góc tiếp xúc tiến tới là góc tiếp xúc được đo ngay sau khi giọt nước được đặt trên bề mặt. Giọt nước có thể tích tối đa được phép cho diện tích giao diện rắn-lỏng, bất kỳ sự bổ sung nào cũng sẽ khiến giọt nước giãn nở và tăng diện tích giao diện rắn-lỏng. Điều này có thể được coi là góc làm ướt khi giọt nước sẵn sàng làm ướt diện tích bổ sung. Đây là góc tiếp xúc được sử dụng trong phương pháp này và hầu hết các phép đo lớp phủ.
  • Góc tiếp xúc là góc hợp thành bởi giọt nước giữa lớp nền và tiếp tuyến được vẽ tại điểm giao nhau giữa lớp nền như minh họa trong hình. Đây là góc được tạo thành tại ranh giới ba pha nơi chất lỏng, khí (không khí) và chất rắn giao nhau.
  • Góc tiếp xúc lùi là góc tiếp xúc được đo khi vật liệu được lấy ra khỏi giọt và co lại. Diện tích giao diện lỏng-rắn sẽ giảm. Đây là góc làm ướt.
  • Giọt nước nằm im là giọt chất lỏng nằm trên bề mặt nằm ngang.
  • Các thuật ngữ sức căng bề mặt và năng lượng bề mặt thường được sử dụng thay thế cho nhau. Về mặt số học, chúng giống nhau nhưng có đơn vị khác nhau. Đây là biện pháp đo lường tác động phát sinh từ lực kết dính phân tử không cân bằng trên bề mặt khiến bề mặt co lại và hoạt động giống như một lớp phim hoặc màng. Các phân tử bề mặt có năng lượng tự do cao hơn các phân tử trong vật liệu khối. Năng lượng tự do dư thừa được gọi là năng lượng bề mặt. Tuy nhiên, thứ được đo thường là sức căng bề mặt, tức là lực cần thiết để phá vỡ một lớp màng có độ dài nhất định.

Khi thử nghiệm, một lượng nước cụ thể hoặc một giọt chất lỏng thử nghiệm đã thỏa thuận sẽ được nhỏ vào mẫu thử bằng ống tiêm. Góc tiếp xúc được đo bằng một trong hai phương pháp sau:

  • Bằng cách quan sát giọt nước đứng yên qua kính hiển vi được gắn thang đo góc để đo trực tiếp góc.
  • Bằng cách chụp ảnh giọt nước, sau đó đo bằng thước đo góc hoặc sử dụng phần mềm phù hợp để xử lý hình ảnh và đo góc.

Tiêu chuẩn này hữu ích trong việc xác định khả năng thấm ướt của bề mặt. Bề mặt dễ thấm ướt là bề mặt mà lớp phủ có nhiều khả năng tạo độ bám dính và vẻ ngoài đẹp mắt, đồng thời ít có khả năng bị các khuyết tật liên quan đến sức căng bề mặt như hiện tượng co giãn, lõm, lỗ kim và vỏ cam.

Tiêu chuẩn này cũng có thể được sử dụng để kiểm tra độ ẩm của bề mặt sắc tố, đặc biệt là bằng chất hoạt động bề mặt hoặc chất phân tán gốc nhựa hoặc nền máy nghiền. Các chất màu dễ bị ướt có nhiều khả năng phân tán dễ dàng hơn và các chất phân tán/bazơ nghiền làm ướt các chất màu quan tâm có nhiều khả năng phân tán tốt các chất màu đó hơn.

Mặc dù góc tiếp xúc được chi phối bởi sức căng bề mặt của chất lỏng thử nghiệm và bề mặt thử nghiệm, nhưng góc này không thể cung cấp giá trị sức căng bề mặt trực tiếp.

Giá trị góc tiếp xúc tiến thấp (lên đến 45 độ) cho biết độ ướt và góc từ 10 đến 20 độ cho biết độ ướt tuyệt vời.

Nước có thể được sử dụng làm chất lỏng thử nghiệm để xác định (thông qua góc tiếp xúc tăng dần) xem bề mặt có ưa nước (góc lên tới 45 độ), kỵ nước (góc ít nhất 90 độ) hay ở giữa (góc từ 45 độ đến 90 độ). Góc tiếp xúc của nước đã được sử dụng để dự đoán độ sạch của bề mặt trước và sau các hoạt động vệ sinh, mức độ dễ dàng làm ướt bề mặt bằng lớp phủ gốc nước và hiệu quả của các hoạt động rửa sạch.

Chất lỏng hữu cơ, chẳng hạn như dung môi, cũng có thể được sử dụng để xác định đặc tính của chất nền, lớp phủ hoặc chất màu. Góc tiếp xúc thu được phụ thuộc vào sức căng bề mặt của chất lỏng và bề mặt thử nghiệm. Bề mặt thử nghiệm có sức căng bề mặt thấp (năng lượng) sẽ không bị ướt bởi chất lỏng có sức căng bề mặt cao.

Ngoài nước và dung môi, có thể sử dụng chất phân tán bề mặt hoặc dung dịch phân tán để thử nghiệm bề mặt sắc tố. Bất kỳ chất lỏng thử nghiệm nào có khả năng là chất phân tán cho sắc tố thử nghiệm đều phải làm ướt hoàn toàn sắc tố, nếu không nó sẽ không có tác dụng như chất phân tán.

Các phép đo góc tiếp xúc có thể được sử dụng để lập bản đồ bề mặt về tính ưa nước, sự hiện diện của các thành phần có sức căng bề mặt thấp hoặc chất gây ô nhiễm hoặc sự khác biệt về thành phần. Các phương pháp phân tích khác, chẳng hạn như kính hiển vi hồng ngoại, là cần thiết để xác định các thành phần hóa học tạo ra sự khác biệt về góc tiếp xúc.

Phương pháp thử nghiệm này có thể được sử dụng trên hầu hết các lớp phủ và chất nền và có thể mở rộng sang các chất màu bằng cách nén bột màu thành một đĩa rắn.

Tổ chức của chúng tôi, đơn vị đã nỗ lực hỗ trợ các doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực bằng nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá đã thực hiện trong nhiều năm, có đội ngũ nhân viên hùng hậu luôn theo sát diễn biến của thế giới trong lĩnh vực khoa học và công nghệ và không ngừng cải thiện. Trong bối cảnh này, các dịch vụ thử nghiệm cũng được cung cấp cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn “Tiêu chuẩn ASTM D7334-08 về khả năng thấm ướt bề mặt của lớp phủ, chất nền và chất màu bằng cách cải thiện phép đo góc tiếp xúc”.

WhatsApp