水接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定電暈處理聚合物薄膜的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)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(dāng)接觸角為0度時(shí)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(dá)到平衡時(shí)，在氣液固三相交點(diǎn)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(cè)定原理：

　　水滴在薄膜試樣表面達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)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(xué)外觀投影的原理，對(duì)液體與固體樣品的輪廓進(jìn)行分析。

　　接觸角測(cè)量?jī)x：

? ? ? 接觸角測(cè)量?jī)x硬件由光源，光學(xué)系統(tǒng)，樣品臺(tái)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(xué)觀察系統(tǒng)可選擇視頻錄像，CCD攝像機(jī)，透鏡或光學(xué)投影，其配置能放大6-30倍。

　　樣品臺(tái)應(yīng)能使試樣平整，水平旋轉(zhuǎn)，當(dāng)移動(dòng)試樣以觀察新的區(qū)域時(shí)，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(dòng)或手動(dòng)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(cè)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(yàn)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(jí)的去離子水，但會(huì)影響結(jié)果的準(zhǔn)確度。試驗(yàn)用水愛到任何污染時(shí)都會(huì)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(cè)試時(shí)試樣取自電暈處理機(jī)上的軋輥，應(yīng)標(biāo)明試樣方向?qū)τ陔娋W(wǎng)的方向。并注意保護(hù)好試樣表面，不就觸摸待測(cè)試區(qū)域。當(dāng)需要測(cè)量試樣橫跨膜寬度的潤濕張力時(shí)，接觸角應(yīng)沿著膜卷寬度的方向測(cè)量，最小測(cè)試間隔應(yīng)為300mm。

　　測(cè)試環(huán)境：

　　常規(guī)試驗(yàn)通常不要求狀態(tài)調(diào)節(jié)，因?yàn)闋顟B(tài)調(diào)節(jié)的條件通常與實(shí)際使用條件不同，其結(jié)果也不同。當(dāng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室間的比對(duì)試驗(yàn)時(shí)，需要對(duì)試樣進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)，在這種情況下，測(cè)試前試樣應(yīng)在溫度為（23±2）℃，相對(duì)溫度為（50±5）%的條件下調(diào)節(jié)至少40h，若存在異議時(shí)，溫度和相對(duì)濕度的偏差應(yīng)分為±2℃和2%。

　　試驗(yàn)步驟：

　　將試樣置于儀器的試樣臺(tái)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(tái)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(jì)算：通過軟件計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果的平均值:

? ? ? ?接觸角測(cè)量?jī)x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(shí)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(qiáng)，極性越強(qiáng)，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(tuán)，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(biāo)準(zhǔn)值的物理參數(shù)，由于固體不會(huì)因表面能的改變而發(fā)生可測(cè)量的形貌變化，因此不能直接測(cè)量聚合物的潤濕張力。到目前為止，已提出多種間接測(cè)量方法，不同的測(cè)量方法會(huì)在同一試樣上得出不同的結(jié)果，實(shí)用的固體表面能測(cè)定方法主要是利用固體與測(cè)試液體的相互作用來實(shí)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(cè)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(huì)影響測(cè)試效果，因此，不接觸或探試薄膜的待測(cè)表面，謹(jǐn)慎清潔所有測(cè)試儀器和小心保存測(cè)試用水以防止污染等細(xì)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。