Teste de dyne (nível de dyne)

Teste de dyne (nível de dyne)

Pontos principais

• Um teste de dyne delimita a energia de superfície em passos de 2 dyne/cm: o maior fluido calibrado que mantém um filme por dois segundos.
• Poliolefinas não tratadas medem 29–31 dyne/cm; tintas e adesivos exigem uma superfície 7–10 dyne/cm acima da sua tensão superficial.
• Os fluidos envelhecem, contaminam a peça e dependem do olhar do operador: o nível de dyne é um número de monitoramento, não de qualificação.
• Especifique o conjunto de fluidos, o tempo, a amostragem, o leitor e o nível de aceitação; do contrário, duas fábricas medirão a mesma peça e discordarão.

Teste de dyne (nível de dyne)

O teste de dyne é um ensaio de molhabilidade em que fluidos calibrados, de tensão superficial conhecida, são espalhados sobre a superfície plástica para encontrar o maior fluido que mantém um filme contínuo por dois segundos; o nível de dyne é a tensão superficial desse fluido, tomada como a energia de superfície prática da peça em dyne/cm. Um dyne/cm equivale a um mN/m; a unidade antiga persiste nos rótulos de fluidos e canetas.

A ASTM D2578 e a ISO 8296 padronizam o método para filmes de poliolefina; os mesmos fluidos e ressalvas valem para peças moldadas. O que o teste informa é, a rigor, uma tensão de molhabilidade: um indicador da energia de superfície bom o bastante para controle de processo, mas não para uma disputa.

Fluidos, canetas e o critério dos dois segundos

Os fluidos da ASTM D2578 são formamida (cerca de 58 dyne/cm) e 2-etoxietanol (aproximadamente 30 dyne/cm), misturados em passos de 2 dyne/cm de 30 a 56; conjuntos comerciais, como os fluidos de teste Accu-Dyne, chegam a 72 dyne/cm e são tingidos para facilitar a visualização. Os dois solventes são tóxicos para a reprodução, por isso existem fluidos sem formamida; eles não são intercambiáveis com as misturas ASTM, portanto a especificação deve indicar qual está em uso.

Aplica-se uma pincelada fina com um aplicador de algodão novo ou uma caneta de dyne, e o operador observa a borda do filme:

• O filme se mantém por dois segundos — a superfície está igual ou acima desse valor; suba um passo em uma área nova.
• O filme se rompe antes — a superfície está abaixo; desça um passo. O nível de dyne é o maior fluido que se mantém; o valor real fica entre os passos.

Soluções com aplicadores descartáveis são o padrão em produção; as canetas recolhem contaminação de cada superfície e perdem solvente por evaporação, por isso sofrem deriva.

Níveis de dyne típicos por polímero

Os valores se referem a superfícies limpas, recém-moldadas. Desmoldantes, agentes de deslizamento e impressões digitais medem menos que o polímero subjacente; assim, peças não tratadas podem testar 4–6 dyne/cm abaixo dos valores de manual, e peças tratadas podem manter um filme sobre contaminação ativada.

A regra da margem para tintas e adesivos

Um líquido só molha um sólido quando sua tensão superficial é inferior à energia de superfície do sólido, e só molha de forma confiável com uma margem que cubra a variação de ambos:

Nível de dyne mínimo ≈ tensão superficial da tinta ou do adesivo + 7 a 10 dyne/cm

Monte a especificação a partir da ficha técnica do fornecedor, não da linha acima. A calculadora de energia de superfície aplica a margem a qualquer líquido e informa se uma resina, tratada ou não, será molhada por ele.

Limitações e quando o ângulo de contato é melhor

Toda limitação tem a mesma origem: uma pessoa julgando o filme de um fluido que também é uma variável.

• Depende do operador. A velocidade da pincelada, a espessura do filme e o critério de “dois segundos” variam entre pessoas; concordância dentro de 2 dyne/cm é boa, e 4 é comum.
• Os fluidos contaminam a superfície. As áreas testadas ficam com formamida e corante e não devem ser impressas nem coladas.
• Fluidos e canetas envelhecem. A evaporação e a umidade absorvida elevam a tensão superficial do fluido, que passa a medir baixo; uma ponta contaminada a reduz, e o fluido mede alto.
• Sem separação polar/dispersiva. Duas superfícies de 44 dyne/cm podem colar de forma diferente, e o teste não consegue distingui-las.
• Superfícies rugosas ou texturizadas. Canais capilares seguram um filme que deveria romper; cristas rompem um filme que deveria se manter.

A goniometria de ângulo de contato é o melhor método quando o número precisa ser defendido: validação, disputas, uma colagem que falha em um nível de dyne aceitável, peças texturizadas ou pequenas e a separação dos componentes polar e dispersivo.

Solução de problemas de leituras erradas

A última linha não é um erro: poliolefinas tratadas perdem vários dyne/cm em poucos dias, e quanto tempo dura o tratamento por plasma depende mais do polímero e de seus aditivos do que do equipamento de tratamento.

Especificação e verificação de um nível de dyne

“Mínimo de 42 dyne/cm”, isoladamente, passa em uma planta e reprova em outra nas mesmas peças. Cinco itens tornam o requisito aplicável:

• Conjunto de fluidos. ASTM D2578, ISO 8296 ou uma formulação comercial nomeada, com tamanho do passo e regra de validade; nunca misture resultados com e sem formamida.
• Convenção de tempo. Dois segundos a partir do fim da pincelada, com filme intacto ao longo de um comprimento definido (25 mm é típico), aplicador e área novos para cada fluido.
• Amostragem. Peças por lote, posições em cada uma (centro e borda, faces de impressão e de colagem) e quando: no equipamento de tratamento, no ponto de uso ou em ambos.
• Quem faz a leitura. Um operador treinado, com base em um corpo de prova de referência, e um segundo leitor para qualquer resultado a até um passo do limite.
• Nível de aceitação. Tensão superficial do fornecedor mais a margem, como mínimo no ponto de uso; acrescente um máximo quando o excesso de tratamento puder gerar uma camada limite fraca que molha bem e cola mal.

Ancore o limite na qualificação com o ângulo de contato nos mesmos corpos de prova e revalide quando mudarem a resina, os aditivos, o método de pré-tratamento ou a tinta.

Termos relacionados e leitura

• Energia de superfície
• Ângulo de contato
• Calculadora de energia de superfície
• Quanto tempo dura o tratamento de superfície por plasma?
• Métodos de pré-tratamento de superfície de polímeros
• A ciência da solução de problemas de adesão em plásticos

Aplicação na produção

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Perguntas frequentes

Que nível de dyne um plástico precisa ter antes da impressão ou da colagem?

A tensão superficial da tinta ou do adesivo mais 7–10 dyne/cm, conforme a ficha técnica do fornecedor, e não uma tabela genérica. Isso coloca a maioria das tintas à base de solvente em 36–42 dyne/cm, as tintas à base d’água e UV em 40–52, e epóxis e poliuretanos em 48–56. Poliolefinas não tratadas, com 29–31 dyne/cm, não atingem nenhum desses valores.

A caneta de dyne é tão confiável quanto as soluções de dyne?

Não. A ponta de feltro da caneta recolhe contaminação de cada superfície que toca e perde o componente volátil por evaporação, podendo medir alto e baixo em menos de um mês. Soluções com um aplicador de algodão novo a cada pincelada são o método da ASTM D2578; as canetas servem para uma verificação rápida de aprovado/reprovado.

Por que a tinta ou o adesivo falha quando o teste de dyne é aprovado?

Em geral, por um de três motivos: um contaminante ativado junto com o polímero molha o fluido de teste, mas não a tinta; o componente polar de que o adesivo precisa é baixo, algo que um fluido de dyne não detecta; ou a peça foi colada dias após o teste, depois do decaimento. O ângulo de contato com dois líquidos e o reteste no ponto de uso permitem separar as causas.

Como o teste de dyne difere da medição do ângulo de contato?

O teste de dyne é um julgamento visual de aprovado/reprovado, delimitado em passos de 2 dyne/cm, que deixa fluido na peça. O ângulo de contato é uma medição por instrumento do perfil de uma gota e, com dois líquidos, separa a energia polar da dispersiva. As soluções de dyne servem ao monitoramento turno a turno; o ângulo de contato serve à validação e a disputas.

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