聚合物的表面自由能 - 优化聚合物表面自由能的测定

涵盖了主题

背景

表面自由能和润湿

案例研究 - 聚丙烯膜

方法

测试液体的重要性

程序

结果

表面自由能

概括

背景

聚合物表面自由能的确切知识对于优化各种涂层过程至关重要。在能够确定表面自由能的接触角度测量过程中，有时会选择适当的测试液体。

表面自由能和润湿

在许多工业领域，塑料对高质量消费品的生产起着重要作用。在这方面，这些材料的涂层和绘画尤其重要。亚博网站下载例如，这适用于塑料保险杠的绘画和其他注入 - 磨牙物品的涂层。在这些过程中，有时会出现问题，因为塑料表面的润湿性和粘附特性相对较差。这是由于这些材料的表面自由能相对较低，并且没有极性表面基团。亚博网站下载为了提高润湿特性，通常将塑料提交表面处理，例如血浆或电晕治疗。通过这种方式，在表面上引入了极性基团，表面自由能增加。因此，在产生可涂层的聚合物时，对经处理的塑料具有其极性和分散部分的表面自由能的了解至关重要。

案例研究 - 聚丙烯膜

以聚丙烯膜（PP膜）的示例，将使用接触角度测量仪器OCA 20和软件模块SCA 20和21引入一种方法，以优化的方式轻松测量表面自由能。

方法

为了确定聚合物具有其极性和色散部分的表面自由能，使用多种测试液体测量接触角，并根据WU方法进行评估。此评估方法集成在软件中，并由计算机完全自动执行。该方法需要使用至少两个具有已知表面张力的测试液体及其极性和分散贡献。每种其他液体将提高估计的准确性。

对于此处描述的特定PP膜的情况，该方法已被证明是有用的，因为 - 如文献所知，它比其他方法所产生的可复制结果更好，尤其是在低能系统中。

测试液体的重要性

所获得的值的准确性基本上受所选的测试液体的影响。一方面，必须排除通过部分蚀刻或溶解对测试液体对表面的影响。另一方面，可能存在可能存在于固体表面上的可溶性物质，不得改变测试液体的表面张力。如果发生了一个或两个过程，则尽管具有视觉均匀的表面以及结果的可重复性差，但这表现出了测得的接触角的强烈变化。

程序

在固体表面上，使用OCA 20的自动或手动给药系统形成滴度。使用CCD摄像头，记录并保存了表面上滴的数字图片。SCA 20软件现在自动确定液体和固体之间的接触角。

在一般水中，用作测试液体。但是，这里不能考虑，因为在处理塑料时，经常会在表面形成水溶性基团时，甚至在测量水分子会安定下来并伪造测量之前。因此，使用乙二醇，二二甲烷，二甲基亚氧化二甲基（DMSO）和甲酰胺。

结果

检查了三种类型的聚丙烯薄膜，这些薄膜以前的治疗方法有所不同。一部（a）未经处理，一部薄膜被提交给电晕治疗（B），一部胶片进行了一部（C）。在表1中，总结了测得的接触角。

表格1。与不同的液体接触角度。

该表清楚地表明，处理过的膜与未经处理的膜之间的接触角存在巨大差异，而两种处理的膜之间的差异仅小。

表面自由能

根据WU进行评估时，对于膜的表面自由能获得了表2所示的值。

表2。表面自由能及其在Mn/m中的分散和极性贡献。

从桌子上看，表面处理可导致表面自由能的重要增加。值得注意的是，表面处理几乎完全影响了极性部分，这可以从极地官能团的产生中预期。

概括

OCA20和软件模块SCA 20和21提供了一种简单的方法来确定聚合物表面的表面能。可以通过接触角度测量来定量收集负责涂层粘附的表面能的极部分。这样，可以预测润湿和粘附特性。与使用测试油墨估计表面自由能的使用相比，目前的方法具有更高的准确性，并提供有关表面自由能的极性和分散贡献的其他信息，该表面自由能控制可打印性或粘附。同时，独立于技术，因此排除了主观影响。

资料来源：澳大利亚博网站下载亚材料，第1卷。33，第6号，2001年11月。

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