• 已处理表面

    已处理表面

表面处理的一般概念

润湿和涂层优化过程中的接触角和表面张力测量

对于加工和最终使用,材料的表面性质和体积性质同等重要。粘合、印刷或涂覆时,清洁度、表面自由能和粗糙度是粘附的决定性因素,众多材料和应用都涉及有灰尘和水存在情况下的润湿和粘附。利用我们的测量仪器,可以通过表面化学方法优化表面处理和增强的多个步骤。

清洁液和清洁表面的表征

表面清洁步骤和清洁液通常是水基的,其中的表面活性剂被用于改进润湿和移除疏水性物质。表面活性剂通过降低水的高表面张力改进润湿。我们的半自动或全自动力力学法表面张力仪 – K11K20K100可精确测量表面张力,为质量控制提供基础。

在清洁过程中,疏水性物质被包覆进表面活性剂分子簇(胶束)。我们的力学法表面张力仪 – K100能测量胶束形成时的表面活性剂浓度,并且以这种方式表征表面活性剂的清洁效率。

表面活性剂含量和动态表面张力相关,故使用我们的气泡压力张力仪可测定清洁液的表面活性剂含量。为此,使用实验室台式仪器,如气泡压力张力仪 – BP100绘制校准曲线。再使用便携式气泡压力张力仪 – BP50现场检查合规性。

采用接触角测量研究润湿性可指示表面清洁的完成度。均匀清洁的表面接触角处处相同,接触角增大表明有疏水污染区。我们的便携式液滴形状分析仪 – MSA可在现场对任何大小的样本进行非破坏性质量检查。

增加表面自由能

固体的表面自由能越高,粘附力和润湿越好。具有低表面自由能的材料,特别是塑料,往往在粘接、涂装或印刷前接受活化预处理。常用的处理方法包括等离子体处理、电晕处理、火焰处理以及氧化性气体如氟和臭氧的化学处理。

我们的接触角测量仪可测定表面自由能,并量化处理过程的成功度。表面自由能的极性组分是这些测量的一个重要结果,它从表面化学角度描述了塑料表面接近极性液体,即水的程度。因此,极性组分表征了与水基油漆和涂料物质的亲和力。

此外,测定涂层物质的表面张力可计算作为粘合量度的粘附功和作为长期稳定性参数的界面张力,可以根据研究结果优化涂层质量。

改变表面粗糙度

在许多情况下,可以通过表面粗糙化改进润湿和粘附。在润湿(前进角)和去润湿(后退角)接触角之间的差异可作为评价粗糙度的量度。我们的接触角测量仪配备的软件控制滴液装置可控制液滴大小。另一种可选方法,通过浸没和提拉出样品(Wilhelmy法)我们的力学法表面张力仪 – K100可测量前进角和后退角。

镀锌

表面活性剂溶解于镀锌液降低了其表面张力,进而改进润湿。因此,通过测定表面张力可以评价表面活性剂的效果。用我们的气泡压力张力仪BP100和BP50能测量动态表面张力以测定镀锌液的表面活性剂含量。

疏水和不粘涂层

很多情况下,都希望表面的润湿性比较差,能有一个自清洁表面,不易吸附其它物质。例如,建筑物墙壁、彩绘车身、眼镜镜片、窗玻璃、炊具和医疗器械。这些表面经常被涂覆疏水性涂层。

涂层质量可通过接触角来确定,疏水性表面具有大的水接触角,低粘附力表明固体具有低表面自由能。

超疏水涂层促进自清洁作用,水滴滚落表面带走污物颗粒(莲花效应)。为了优化这种涂层,我们的光学液滴形状分析仪 – DSA30DSA100利用倾斜装置在滚动角基础上可量化这种作用。滚动角是滴出的液滴滚落或滑落表面时的表面倾斜度。

KRÜSS应用报告

TN318: Inline process control of wettability by means of contact angle measurement
on moving surfaces

通过大量的可行性研究,我们开发出了将液体针头滴液模块和ADVANCE API软件进行信息整合来进行在线接触角测量,从而第一次实现了不间断的在线过程控制。

AR280:优化聚合物表面的火焰处理

当在火焰活化的聚丙烯上施加装饰箔时,汽车工业的供应商面临非常高的废品率。测试油墨无法找到答案,而表面自由能的非
破坏性现场测量可找出问题来源。

AR272:为什么测试油墨无法显现出表面自由能的全部信息

测定了16种材料和等离子体处理的聚合物的表面自由能。在某些情况下,差异相当大。鉴于油墨测试不考虑表面自由能的极性部分,该差异是可以解释的。

AR264:难以粘结的轻质金属

对用于车辆制造转化浴粘结的铝合金进行了研究,结果显示:不同的合金材料、停留时间和温度对所测量的表面自由能有不同的影响。

AR256:塑料如何丧失疏水性

基于接触角测量的聚甲醛(POM)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)塑料证明了由于臭氧处理引起的表面极性的增加,结果还显示持续时间对表面活化的不同影响。

AR253:电晕处理的聚丙烯包装膜上湿蒸气透射率与后退水滴角数据的相关性

通过接触角测量来量化聚丙烯薄膜上电晕处理引起的表面自由能增加。随着处理时间过度延长,不合需要的透湿性增加量与所测量的后退角之间会呈现良好的相关性。