संपर्क कोण (Contact Angle)

संपर्क कोण (Contact Angle)

मुख्य बिंदु

• बूँद सतह के साथ जो कोण बनाती है, वह गीलापन (वेटेबिलिटी) का सीधा, मात्रात्मक माप है।
• कम कोण का अर्थ अच्छा गीलापन है। लगभग 30° से नीचे सतह अच्छी तरह गीली होती है; 90° से ऊपर सतह प्रभावी रूप से गीली नहीं होती।
• कई परीक्षण द्रव ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों को अलग करते हैं, जिससे पता चलता है कि सतह पर बंधन क्यों नहीं बन रहा।
• जहाँ dyne पेन के परिणाम को चुनौती दी जा सके, वहाँ यही टिकने वाली विधि है।

संपर्क कोण

संपर्क कोण वह कोण है जो तब बनता है जब द्रव की बूँद ठोस सतह से मिलती है, जिसे संपर्क बिंदु पर द्रव के भीतर से मापा जाता है, और यह सीधा मात्रात्मक माप देता है कि वह द्रव उस ठोस को कितनी अच्छी तरह गीला करता है। प्लास्टिक पर सतह ऊर्जा और पूर्व-उपचार की प्रभावशीलता आँकने की यह संदर्भ विधि है।

यह कोण द्रव के संसंजक बलों, जो बूँद को गोले में खींचते हैं, और द्रव व ठोस के बीच के आसंजक बलों, जो उसे समतल खींचते हैं, के संतुलन से तय होता है। जहाँ आसंजन हावी होता है, बूँद फैलती है और कोण छोटा होता है। जहाँ संसंजन हावी होता है, बूँद गोल मनके जैसी रहती है और कोण बड़ा होता है।

संख्या को पढ़ना

क्योंकि पानी ध्रुवीय है, जिस पुर्ज़े का उपचार हुआ होना चाहिए उस पर पानी का उच्च संपर्क कोण पूर्व-उपचार की विफलता या सिलिकॉन संदूषण के सबसे तेज़ संकेतकों में से एक है।

माप कैसे किया जाता है

मानक प्रयोगशाला तकनीक सेसाइल ड्रॉप विधि है: निर्धारित आयतन की बूँद सतह पर रखी जाती है, उसकी प्रोफ़ाइल की छवि ली जाती है, और तीन-चरण संपर्क रेखा पर कोण मापा जाता है। जो बातें तय करती हैं कि परिणाम का कोई अर्थ है या नहीं:

• बूँद का आयतन एकसमान होना चाहिए, आम तौर पर कुछ माइक्रोलीटर। बड़ी बूँदें अपने भार से चपटी होकर कम पढ़ती हैं।
• तेज़ी से मापें। कुछ सतहों पर वाष्पीकरण और धीमा फैलाव, दोनों सेकंडों में कोण बदल देते हैं, इसलिए समय की परंपरा मायने रखती है और उसे बताया जाना चाहिए।
• कई बिंदु लें। सतह उपचार, बनावट और संदूषण पुर्ज़े भर में बदलते हैं; एक अकेली बूँद किस्सा भर है।
• सतह की खुरदुरापन प्रभाव को बढ़ा देता है। खुरदुरी सतह अंतर्निहित रसायन जो भी करता है उसे बढ़ा देती है — गीली होने वाली सतह को और गीला और न भीगने वाली सतह को और अधिक विकर्षक बना देती है। बनावट के मामले में समान की तुलना समान से करें।
• अग्रगामी और पश्चगामी कोण भिन्न होते हैं। उनके बीच का अंतर, हिस्टेरेसिस, स्वयं जानकारीपूर्ण है और अक्सर विषमता या संदूषण का संकेत देता है।

ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों को अलग करना

एक द्रव से मापने पर गीलापन मिलता है। ज्ञात और भिन्न ध्रुवीयता वाले दो या अधिक द्रवों से मापने पर सतह ऊर्जा को उसके ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों में बाँटा जा सकता है, और यहीं निदान-मूल्य निहित है:

• परिक्षेपी घटक वैन डेर वाल्स बलों से आता है और हर सतह पर मौजूद होता है।
• ध्रुवीय घटक उन ऑक्सीजन-युक्त समूहों से आता है जिन्हें पूर्व-उपचार जोड़ता है। यही वह भाग है जो पॉलिमर का उपचार होने पर बढ़ता है और उपचार क्षीण होने पर फिर घटता है।
• यह क्यों मायने रखता है: दो सतहें कुल सतह ऊर्जा में समान दिख सकती हैं जबकि एक पर बंधन अच्छा बनता है और दूसरी पर नहीं, क्योंकि जो चिपकाने वाला पदार्थ ध्रुवीय अंतःक्रिया पर निर्भर है उसे विशेष रूप से ध्रुवीय घटक चाहिए। अकेला कुल आँकड़ा इसे छिपा सकता है।

पानी और डाईआयोडोमेथेन सामान्य जोड़ी है, जहाँ पानी ध्रुवीय योगदान देता है और डाईआयोडोमेथेन मूलतः अध्रुवीय है। कई गणना मॉडल मौजूद हैं, इसलिए प्रयुक्त मॉडल को परिणाम के साथ दर्ज करना चाहिए।

संपर्क कोण बनाम dyne परीक्षण

ये प्रतिस्पर्धी नहीं, पूरक हैं। अधिकांश संयंत्रों में व्यावहारिक व्यवस्था यह है कि आवश्यकता तय करने और प्रश्नों का निपटारा करने के लिए संपर्क कोण हो, और उसके विरुद्ध रोज़ निगरानी के लिए ASTM D2578 के अनुसार वेटिंग टेंशन घोल हों।

संपर्क कोण परिणाम की समस्या निवारण

संबंधित शब्द और अध्ययन सामग्री

• ASTM D3359 टेप परीक्षण
• सतह ऊर्जा
• प्लास्टिक आसंजन समस्याओं को सुलझाने का विज्ञान
• कोटिंग और इंक के आसंजन व घर्षण-टिकाऊपन का मापन
• पॉलिमर सतह पूर्व-उपचार की विधियाँ

इसे उत्पादन में लागू करना

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अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

कौन-सा संपर्क कोण बताता है कि सतह बंधन के लिए तैयार है?

मोटे मार्गदर्शन के रूप में, लगभग 60° से कम पानी का संपर्क कोण उचित गीलापन दर्शाता है और 30° से कम सुउपचारित सतह का संकेत देता है, जबकि 90° से ऊपर सतह प्रभावी रूप से गीली नहीं होती। फिर भी सार्थक सीमा वही है जो प्रयुक्त विशिष्ट चिपकाने वाले पदार्थ या इंक के लिए स्थापित की गई हो — सामान्य कोण लक्ष्य उतने ही अविश्वसनीय हैं जितने सामान्य dyne लक्ष्य।

संपर्क कोण dyne पेन परीक्षण से कैसे भिन्न है?

संपर्क कोण बूँद की छवि से उपकरण द्वारा मापा जाता है और सतत मात्रात्मक मान देता है; dyne पेन में ऑपरेटर यह आँकता है कि इंक की फ़िल्म लगभग दो सेकंड टिकती है या नहीं, और वह सीमाबद्ध पास/फ़ेल देता है। संपर्क कोण सतह ऊर्जा के ध्रुवीय और परिक्षेपी घटकों को भी अलग कर सकता है, जो dyne परीक्षण नहीं कर सकता। नियमित निगरानी के लिए dyne घोल और जहाँ संख्या का बचाव करना हो वहाँ संपर्क कोण उपयोग करें।

एक से अधिक परीक्षण द्रव से माप क्यों करें?

क्योंकि यह सतह ऊर्जा के ध्रुवीय घटक को परिक्षेपी घटक से अलग करता है। दो सतहें समान कुल ऊर्जा दिखा सकती हैं जबकि केवल एक पर बंधन अच्छा बनता है, क्योंकि ध्रुवीय अंतःक्रिया पर निर्भर चिपकाने वाले पदार्थों को विशेष रूप से ध्रुवीय घटक चाहिए। पूर्व-उपचार विशेष रूप से ध्रुवीय घटक को बढ़ाता है, इसलिए उसे ट्रैक करने से वास्तव में उपचारित सतह और केवल स्वीकार्य पढ़ने वाली सतह का अंतर पता चलता है।

क्या सतह का खुरदुरापन रीडिंग को प्रभावित करता है?

काफ़ी। खुरदुरापन अंतर्निहित रसायन को बढ़ाता है, गीली होने योग्य सतह को और गीला और न भीगने योग्य को और अधिक विकर्षक बनाता है, इसलिए एक समान रसायन वाले बनावटदार और पॉलिश किए पुर्ज़े अलग कोण देंगे। समान की तुलना समान से करें, और चिकने कूपन पर निकाली गई सीमा को बनावटदार उत्पादन सतह पर लागू करने में सावधानी बरतें।

उपचारित पुर्ज़े पर अप्रत्याशित रूप से उच्च कोण का क्या कारण है?

आम तौर पर उपचार की विफलता या सिलिकॉन संदूषण, और दोनों पैटर्न से अलग पहचाने जा सकते हैं — विफल उपचार पूरे पुर्ज़ों या रन को प्रभावित करता है, जबकि संदूषण अक्सर धब्बेदार दिखता है। चूँकि पानी ध्रुवीय है, उसका संपर्क कोण ठीक उन समूहों के प्रति संवेदनशील है जो उपचार जोड़ता है और सिलिकॉन ढँक देता है, जो पानी की बूँद को उपलब्ध सबसे तेज़ निदान जाँचों में से एक बनाता है।

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