为什么测试油墨无法展现表面自由能的全部信息

在涂覆、粘合或印刷之前需要对材料进行预处理， 处理材料时，有一系列活化表面的方法。这些方法包括热学方法或者电学方法，例如等离子、火焰或电晕处理，以及用氧化气体进行化学处理。同样重要的是清洁步骤， 即去除表面的疏水物质。所有这些方法增加了表面自由能（ SFE），并因此改善了润湿性和粘附性。

针对涂层材料的 DIN 55660 和粘合工艺 DIN EN 828 等规范指定接触角测量作为测定 SFE 和检查活化或清洁预处理工艺的方法。另外，也常常使用具有某种表面张力的测试油墨液体来评价表面处理效果。

根据油墨测试方法，当固体的 SFE 值和液体的 SFT 值相等时，总是发生完全润湿。 但许多科学作者反驳了这种润湿理论，并且表明只有对 SFE 和 SFT 的极性和分散相互作用部分进行分析才能对润湿过程有完整认识。考虑到这些相互作用，接触角测量和油墨测试会经常对评估结果不一，并因此导致对预处理工艺质量的评价也不相同。

在本研究中，我们将 13 种不同材料接触角测量的 SFE 结果与油墨测试结果进行了比较。我们还对三种经等离子处理的塑料进行了比较性测量。当我们考虑极性和分散相互作用的影响时，可以对少量一致和大量偏差的结果做出结论性解释， 但对于大部分样品来说，油墨测试的 SFE 结果必须受到质疑。在本文中， 也指出了接触角法在测量实践中的一些优点。