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ito薄膜与水接触角的测量,膜表面接触角测定原理
发布时间:2017-03-29   点击次数:1213次

水接触角测量仪测定电晕处理聚合物薄膜的标准试验方法

表面能:与两接触界分子间作用力相关的能量,以单位面积的自由能表示。

润湿张力:液体与聚合物薄膜表面接触,当接触角为0度时液体的表面张力。

静态接触角:液体在固体表面形成液滴并达到平衡时,在气液固三相交点处,作为气液界面的切线,该切线与固液交界线之间的夹角。

什么叫接触角

  膜表面接触角测定原理:

  水滴在薄膜试样表面达到平衡时,测量它们之间的接触角,通过接触角和润湿张力的转换来确定薄膜的润湿张力。通过光学外观投影的原理,对液体与固体样品的轮廓进行分析。

 

 

接触角测量仪原理.jpg

 

 

  接触角测量仪:

SDC-200接触角测量仪

  接触角测量仪硬件由光源,光学系统,样品台和注射系统等部分组成。

  光源采用LED灯,其产生的热量不能影响试样水滴。

  光学观察系统可选择视频录像,CCD摄像机,透镜或光学投影,其配置能放大6-30倍。

  样品台应能使试样平整,水平旋转,当移动试样以观察新的区域时,应尽量避开之前已润湿的区域。

  液体注射系统可使用泵驱动或手动的微量注射器,使用较小容量微量注射器例如100μL~250μL可的控制水滴体积。

  为发能够测试不同大小的水滴,就使用公称直径为0.21mm~0.52mm的平头针头。不锈钢针头。

  试验用水:

  使用蒸馏水或者超纯水,并贮存于干净的容器中。也可使用试剂级的去离子水,但会影响结果的准确度。试验用水爱到任何污染时都会影响结果。

薄膜接触角测量

  试样:

  要求试样为条状薄膜,其zui小尺寸为25*300mm,如果在线测试时试样取自电晕处理机上的轧辊,应标明试样方向对于电网的方向。并注意保护好试样表面,不就触摸待测试区域。当需要测量试样横跨膜宽度的润湿张力时,接触角应沿着膜卷宽度的方向测量,zui小测试间隔应为300mm。

  测试环境:

  常规试验通常不要求状态调节,因为状态调节的条件通常与实际使用条件不同,其结果也不同。当进行实验室间的比对试验时,需要对试样进行状态调节,在这种情况下,测试前试样应在温度为(23±2)℃,相对温度为(50±5)%的条件下调节至少40h,若存在异议时,温度和相对湿度的偏差应分为±2℃和2%。

  试验步骤:

  将试样置于仪器的试样台上,确保试样放置平整,不产生皱纹和扭曲。

  在针头末端悬挂1μL~2μL的水滴,升高试样台使试样表面接触悬挂的水滴。然后移开试样经完成水滴的转移,此过程中,不应令水滴滴落或喷出到试样表面。

接触角测量仪试样步骤

说明:1、针头

 2、水滴

3、试样表面

 

计算:通过软件计算试验结果的平均值:

测试结果软件分析图

  接触角测量仪的意义和用途:

  聚合物薄膜附着油墨,涂料,胶粘剂等的能力,主要由其表面性质所决定,而且可通过多种表面处理技术来改善,放电处理例如电晕处理,已被证实可以通过提高表面极性来提高聚合物薄膜的表面的润湿张力,电晕处理越强,极性越强,极性组份越多,与其它极性界面的反应越活跃,如果油墨,涂料或胶粘剂中含有一定的极性官能团,则有可能把薄膜接触和附着油墨,涂料,胶粘剂等的能力与聚合物薄膜表面的润湿张力起来,但润湿张力本身并不能*衡量油墨,涂料或胶粘剂的粘附力。

  聚合物薄膜的润湿张力属于一组不存在标准值的物理参数,由于固体不会因表面能的改变而发生可测量的形貌变化,因此不能直接测量聚合物的润湿张力。到目前为止,已提出多种间接测量方法,不同的测量方法会在同一试样上得出不同的结果,实用的固体表面能测定方法主要是利用固体与测试液体的相互作用来实现。

  在空气中的聚合物薄膜与水接触的润湿张力是空气,薄膜和薄膜-水滴界面的表面能的函数。测试液中或薄膜表面含有任何痕量的表面活性剂等杂质都会影响测试效果,因此,不接触或探试薄膜的待测表面,谨慎清洁所有测试仪器和小心保存测试用水以防止污染等细节都非常重要,玻璃仪器特别容易被含低表面张力组份的清洁剂污染。

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