水接觸角測量儀測定電暈處理聚合物薄膜的標準試驗方法

表面能：與兩接觸界分子間作用力相關(guān)的能量，以單位面積的自由能表示。

潤濕張力：液體與聚合物薄膜表面接觸，當接觸角為0度時液體的表面張力。

靜態(tài)接觸角：液體在固體表面形成液滴并達到平衡時，在氣液固三相交點處，作為氣液界面的切線，該切線與固液交界線之間的夾角。

　　膜表面接觸角測定原理：

　　水滴在薄膜試樣表面達到平衡時，測量它們之間的接觸角，通過接觸角和潤濕張力的轉(zhuǎn)換來確定薄膜的潤濕張力。通過光學外觀投影的原理，對液體與固體樣品的輪廓進行分析。

　　接觸角測量儀：

? ? ? 接觸角測量儀硬件由光源，光學系統(tǒng)，樣品臺和注射系統(tǒng)等部分組成。

　　光源采用LED燈，其產(chǎn)生的熱量不能影響試樣水滴。

　　光學觀察系統(tǒng)可選擇視頻錄像，CCD攝像機，透鏡或光學投影，其配置能放大6-30倍。

　　樣品臺應(yīng)能使試樣平整，水平旋轉(zhuǎn)，當移動試樣以觀察新的區(qū)域時，應(yīng)盡量避開之前已潤濕的區(qū)域。

　　液體注射系統(tǒng)可使用泵驅(qū)動或手動的微量注射器，使用較小容量微量注射器例如100μL~250μL可精確的控制水滴體積。

　　為發(fā)能夠測試不同大小的水滴，就使用公稱直徑為0.21mm~0.52mm的平頭針頭。首選不銹鋼針頭。

　　試驗用水：

　　使用蒸餾水或者超純水，并貯存于干凈的容器中。也可使用試劑級的去離子水，但會影響結(jié)果的準確度。試驗用水愛到任何污染時都會影響結(jié)果。

? ? ? ?試樣：

　　要求試樣為條狀薄膜，其最小尺寸為25*300mm，如果在線測試時試樣取自電暈處理機上的軋輥，應(yīng)標明試樣方向?qū)τ陔娋W(wǎng)的方向。并注意保護好試樣表面，不就觸摸待測試區(qū)域。當需要測量試樣橫跨膜寬度的潤濕張力時，接觸角應(yīng)沿著膜卷寬度的方向測量，最小測試間隔應(yīng)為300mm。

　　測試環(huán)境：

　　常規(guī)試驗通常不要求狀態(tài)調(diào)節(jié)，因為狀態(tài)調(diào)節(jié)的條件通常與實際使用條件不同，其結(jié)果也不同。當進行實驗室間的比對試驗時，需要對試樣進行狀態(tài)調(diào)節(jié)，在這種情況下，測試前試樣應(yīng)在溫度為（23±2）℃，相對溫度為（50±5）%的條件下調(diào)節(jié)至少40h，若存在異議時，溫度和相對濕度的偏差應(yīng)分為±2℃和2%。

　　試驗步驟：

　　將試樣置于儀器的試樣臺上，確保試樣放置平整，不產(chǎn)生皺紋和扭曲。

　　在針頭末端懸掛1μL~2μL的水滴，升高試樣臺使試樣表面接觸懸掛的水滴。然后移開試樣經(jīng)完成水滴的轉(zhuǎn)移，此過程中，不應(yīng)令水滴滴落或噴出到試樣表面。

說明：1、針頭

?2、水滴

3、試樣表面

計算：通過軟件計算試驗結(jié)果的平均值:

? ? ? ?接觸角測量儀的意義和用途：

　　聚合物薄膜附著油墨，涂料，膠粘劑等的能力，主要由其表面性質(zhì)所決定，而且可通過多種表面處理技術(shù)來改善，放電處理例如電暈處理，已被證實可以通過提高表面極性來提高聚合物薄膜的表面的潤濕張力，電暈處理越強，極性越強，極性組份越多，與其它極性界面的反應(yīng)越活躍，如果油墨，涂料或膠粘劑中含有一定的極性官能團，則有可能把薄膜接觸和附著油墨，涂料，膠粘劑等的能力與聚合物薄膜表面的潤濕張力聯(lián)系起來，但潤濕張力本身并不能完全衡量油墨，涂料或膠粘劑的粘附力。

　　聚合物薄膜的潤濕張力屬于一組不存在精確標準值的物理參數(shù)，由于固體不會因表面能的改變而發(fā)生可測量的形貌變化，因此不能直接測量聚合物的潤濕張力。到目前為止，已提出多種間接測量方法，不同的測量方法會在同一試樣上得出不同的結(jié)果，實用的固體表面能測定方法主要是利用固體與測試液體的相互作用來實現(xiàn)。

　　在空氣中的聚合物薄膜與水接觸的潤濕張力是空氣，薄膜和薄膜-水滴界面的表面能的函數(shù)。測試液中或薄膜表面含有任何痕量的表面活性劑等雜質(zhì)都會影響測試效果，因此，不接觸或探試薄膜的待測表面，謹慎清潔所有測試儀器和小心保存測試用水以防止污染等細節(jié)都非常重要，玻璃儀器特別容易被含低表面張力組份的清潔劑污染。