ASTM D5946-17 使用水接觸角測量法對電暈處理聚合物薄膜進行標準測試方法

美國材料與試驗協會（ASTM）制定的標準《ASTM D5946-17 使用水接觸角測量對電暈處理過的聚合物薄膜進行標準測試方法》描述了一種測量水滴在電暈處理過的聚合物薄膜表面的接觸角的測試方法。該標準與國際標準化組織（ISO）發布的《ISO 15989塑膠-薄膜和片材-電暈處理薄膜的水接觸角測量》標準基本相同。

就本標準而言，靜態接觸角是指當液滴靜止在平坦的固體表面上時，在三個相點處繪製的液滴表面的切線與基材表面之間的角度。接觸角值可以用以下方法確定：

• 使用各種投影或反射裝置分析液滴影像，並使用量角器透過遊標線的切向對齊或使用參考對齊程序直接測量接觸角（ASTM D724 標準測試方法）
• 使用各種投影或反射裝置分析液滴影像，並測量基材表面的高度和寬度，以計算標準中規定的接觸角。

第一種方法可能會有偏差，因為在三相點處透過視覺找到液滴影像的切線具有主觀性。如果要使用此方法，則必須確定每個操作員測量的偏差。由於第二種方法使用了液滴的測量尺寸，因此預期偏差較小。尚未使用這些不同程序進行比較分析。因此，在比較這些不同方法的數據時應謹慎。當接觸角大於90度時，第二種方法可能不適用。

在ASTM D5946-17標準測試方法中，將水滴放在薄膜樣品表面，測量並取平均值。

聚合物薄膜保留油墨、塗料、黏合劑等的能力主要取決於其表面的特性，並且可以透過幾種表面處理技術之一來改善。已發現電暈處理等放電處理可以增加聚合物薄膜的潤濕電壓。過程越強烈，表面與不同極性界面的反應就越活躍。因此，如果油墨、塗料或黏合劑含有極性官能基，則可以將聚合物薄膜表面的接觸角與其接受和保留油墨、塗料、黏合劑的能力聯繫起來。接觸角本身並不是衡量油墨、塗層或黏合劑附著力的完全可接受的標準。

聚合物薄膜的潤濕電壓屬於一組沒有準確標準的物理參數。聚合物的潤濕應力無法直接測量，因為固體不會因為表面能而有明顯形狀變化。已經提出了許多間接方法。不同的測試方法往往會對同一樣本產生不同的結果。固體表面能的實際測定利用了固體與測試液體的相互作用。

儘管工業上傳統上以達因/厘米來定義聚合物薄膜的表面光潔度水平，但這些值是從對觀察到的測試流體行為的主觀解釋中得出的。

標準中給出的水接觸角值範圍可作為定義聚烯烴和許多其他最初具有較低表面能的聚合物薄膜的表面處理水平的指南。應透過對每種特定薄膜和製程進行能力研究來確定測試對聚合物薄膜的規格驗收、生產控制和最終用途的適用性。

在幾乎所有材料中，當你從一個點移動到另一個點時，接觸角都會改變。電暈處理裝置對薄膜進行不均勻處理也會增加結果的差異性。因此，需要進行多次測量才能反映製程和表面粗糙度的變化。

在空氣存在的情況下，與液滴接觸的聚合物薄膜的潤濕應力是空氣-薄膜和薄膜-液體界面的表面能的函數。測試液體或薄膜中的任何界面活性劑污染痕跡都可能影響結果。因此，重要的是不要接觸或摩擦待測試的薄膜表面的任何部分，所有設備都要一絲不苟地清潔，並小心保持水的純度。尤其是玻璃儀器，很容易被表面張力很低的清潔劑污染，除非採取特殊的預防措施以確保不會受到污染，例如用鉻硫酸清洗並用蒸餾水沖洗。

防滑、抗靜電或抗粘連等添加劑的存在會改變薄膜的表面，因為這些添加劑會隨著時間的推移而浸出到表面。薄壓花膜為測量帶來了更多的變化。

聚合物薄膜在加工過程中常會產生靜電荷。電暈處理通常會使問題變得更糟。對於表面測量，薄膜樣品可以承受加工過程中產生的靜態負載，或在樣品支架表面滑動時透過摩擦獲得負載。

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