Temas açısı

Temas açısı

Önemli noktalar

• Bir damlanın yüzeyle yaptığı açı, ıslanabilirliğin doğrudan ve nicel bir ölçüsüdür.
• Düşük açı iyi ıslatma demektir. Yaklaşık 30°'nin altı iyi ıslanmış, 90°'nin üstü ise fiilen ıslanmayan bir yüzeydir.
• Birden fazla test sıvısı polar ve dispersif bileşenleri ayırır; bir yüzeyin neden yapışmadığını söyleyen budur.
• Bir dyne kalemi sonucunun itiraza uğrayacağı yerde savunulabilir yöntemdir.

Temas açısı

Temas açısı, bir sıvı damlasının katı bir yüzeyle buluştuğu yerde, temas noktasında sıvı içinden ölçülen açıdır ve o sıvının o katıyı ne kadar iyi ıslattığının doğrudan nicel bir ölçüsünü verir. Plastiklerde yüzey enerjisini ve ön işlemin etkinliğini değerlendirmek için referans yöntemdir.

Açıyı, damlayı küre hâline çeken sıvının kohezif kuvvetleri ile sıvı ve katı arasındaki, damlayı yassılaştıran adhezif kuvvetler arasındaki denge belirler. Adezyonun baskın olduğu yerde damla yayılır ve açı küçüktür. Kohezyonun baskın olduğu yerde damla boncuklanır ve açı büyüktür.

Değeri okumak

Su polar olduğu için, işlem görmesi gereken bir parçada yüksek su temas açısı, başarısız ön işlemin veya silikon kirliliğinin en hızlı göstergelerinden biridir.

Ölçüm nasıl yapılır

Standart laboratuvar tekniği sessile drop (yatan damla) yöntemidir: tanımlı hacimde bir damla yüzeye yerleştirilir, profilden görüntülenir ve açı üç fazlı temas çizgisinde ölçülür. Sonucun anlam taşıyıp taşımadığını belirleyen noktalar:

• Damla hacmi tutarlı olmalıdır; tipik olarak birkaç mikrolitre. Daha büyük damlalar kendi ağırlıkları altında yassılaşır ve düşük okunur.
• Hızlı ölçün. Bazı yüzeylerde buharlaşma ve yavaş yayılma açıyı saniyeler içinde değiştirir; bu nedenle zamanlama kuralı önemlidir ve belirtilmelidir.
• Birden fazla nokta alın. Yüzey işlemi, doku ve kirlilik bir parça boyunca değişir; tek bir damla bir anekdottur.
• Yüzey pürüzlülüğü etkiyi abartır. Pürüzlü bir yüzey, altta yatan kimyanın yaptığı her şeyi güçlendirir; ıslatan bir yüzeyi daha iyi ıslatır, ıslatmayan bir yüzeyi daha güçlü iter. Dokuda benzerleri benzerleriyle karşılaştırın.
• İlerleyen ve gerileyen açılar farklıdır. Aralarındaki fark, yani histerezis, başlı başına bilgi vericidir ve çoğunlukla heterojenliğe veya kirliliğe işaret eder.

Polar ve dispersif bileşenlerin ayrılması

Tek bir sıvıyla ölçüm ıslanabilirliği verir. Polaritesi bilinen ve farklı iki veya daha fazla sıvıyla ölçüm, yüzey enerjisinin polar ve dispersif bileşenlerine ayrıştırılmasına olanak tanır; teşhis değeri buradadır:

• Dispersif bileşen van der Waals kuvvetlerinden gelir ve her yüzeyde bulunur.
• Polar bileşen, ön işlemin aşıladığı oksijen içeren gruplardan gelir. Polimer işlem gördüğünde yükselen ve işlem etkisi zayıfladıkça tekrar düşen kısımdır.
• Neden önemli: iki yüzey aynı toplam yüzey enerjisini gösterirken biri iyi yapışıp diğeri yapışmayabilir; çünkü polar etkileşime dayanan bir yapıştırıcı özellikle polar bileşene ihtiyaç duyar. Tek başına bir toplam değer bunu gizleyebilir.

Su ve diiyodometan yaygın eşleşmedir; su polar katkıyı sağlar, diiyodometan ise esasen apolardır. Birçok hesap modeli vardır; bu nedenle kullanılan model sonuçla birlikte kaydedilmelidir.

Temas açısı ve dyne testi

Bunlar rakip değil, tamamlayıcıdır. Çoğu tesiste işe yarayan düzenleme, gereksinimi belirlemek ve sorunları çözmek için temas açısını, ona karşı günlük izleme için ise ASTM D2578'e göre ıslatma gerilimi çözeltilerini kullanmaktır.

Temas açısı sonucunda sorun giderme

İlgili terimler ve okumalar

• ASTM D3359 bant testi
• Yüzey enerjisi
• Plastik yapışma sorunlarını çözmenin bilimi
• Kaplama ve mürekkeplerin yapışma ve aşınma dayanıklılığının ölçülmesi
• Polimer yüzey ön işlemi yöntemleri

Bunu üretimde uygulamak

The Sabreen Group, temas açısı ölçümü, yüzey karakterizasyonu ve yapışma nitelendirmesi için bağımsız mühendislik desteği sağlar. Bir proses belirliyor, bir malzemeyi nitelendiriyor veya bir üretim sorununu gideriyorsanız mühendislik hizmetleri ekibimiz yardımcı olabilir. Uygulamanızı görüşmek için bizimle iletişime geçin.

Sıkça sorulan sorular

Hangi temas açısı bir yüzeyin yapıştırmaya hazır olduğunu gösterir?

Kaba bir kılavuz olarak, yaklaşık 60°'nin altındaki bir su temas açısı makul ıslanabilirliğe, 30°'nin altı ise iyi işlem görmüş bir yüzeye işaret eder; 90°'nin üstünde yüzey fiilen ıslanmaz. Ancak anlamlı eşik, kullanılan belirli yapıştırıcı veya mürekkep için belirlenmiş olandır; genel açı hedefleri, genel dyne hedefleri kadar güvenilmezdir.

Temas açısı bir dyne kalemi testinden nasıl farklıdır?

Temas açısı, damlanın görüntüsünden cihazla ölçülür ve sürekli bir nicel değer verir; dyne kalemi ise bir mürekkep filminin yaklaşık iki saniye tutup tutmadığına operatörün karar vermesine dayanır ve aralıklı bir geçti/kaldı sonucu verir. Temas açısı ayrıca yüzey enerjisinin polar ve dispersif bileşenlerini ayırabilir; dyne testi bunu yapamaz. Rutin izleme için dyne çözeltilerini, rakamın savunulması gerektiğinde temas açısını kullanın.

Neden birden fazla test sıvısıyla ölçüm yapılır?

Çünkü yüzey enerjisinin polar bileşenini dispersif bileşeninden ayırır. İki yüzey aynı toplam enerjiyi gösterirken yalnızca biri iyi yapışabilir; çünkü polar etkileşime dayanan yapıştırıcılar özellikle polar bileşene ihtiyaç duyar. Ön işlem özellikle polar bileşeni yükseltir; bu nedenle onu izlemek, gerçekten işlem görmüş bir yüzeyi yalnızca kabul edilebilir okunan bir yüzeyden ayırır.

Yüzey pürüzlülüğü okumayı etkiler mi?

Önemli ölçüde. Pürüzlülük altta yatan kimyayı güçlendirir; ıslanabilir bir yüzeyi daha iyi ıslatır, ıslanamayan birini daha güçlü iter. Bu nedenle aynı kimyaya sahip dokulu bir parça ile parlatılmış bir parça farklı açılar verir. Benzerleri benzerleriyle karşılaştırın ve pürüzsüz bir numunede türetilmiş bir eşiği dokulu bir üretim yüzeyine uygulamada dikkatli olun.

İşlem görmüş bir parçada beklenmedik yüksek açıya ne neden olur?

Genellikle başarısız işlem veya silikon kirliliği; ikisi desenle ayırt edilebilir: başarısız işlem çoğunlukla parçaların veya üretim partilerinin tamamını etkiler, kirlilik ise çoğunlukla lekeli görünür. Suyun temas açısı, tam olarak işlemin eklediği ve silikonun maskelediği gruplara duyarlı olduğu için su damlası mevcut en hızlı teşhis kontrollerinden biridir.

---