达因测试（达因值）

达因测试（达因值）

要点速览

• 达因测试以 2 dyne/cm 为步长界定表面能：即能使液膜保持两秒的最高校准液。
• 未处理聚烯烃读数为 29–31 dyne/cm；油墨和胶粘剂要求表面比其表面张力高 7–10 dyne/cm。
• 测试液会老化、会污染零件，且依赖操作者的目测：达因值是监控数值，而非认证数值。
• 请明确规定测试液组别、计时方法、取样、读数人员和验收等级，否则两家工厂测同一零件也会得出不同结论。

达因测试（达因值）

达因测试是一种润湿性测试：将已知表面张力的校准液涂抹在塑料表面，找出能使连续液膜保持两秒的最高一档测试液；该测试液的表面张力即为达因值，被视为零件的实际表面能，单位为 dyne/cm。1 dyne/cm 等于 1 mN/m；旧单位仍沿用在测试液和达因笔的标签上。

ASTM D2578 和 ISO 8296 将该方法标准化，适用于聚烯烃薄膜；相同的测试液和注意事项同样适用于注塑零件。该测试严格来说报告的是润湿张力：作为

表面能的替代指标，足以用于过程控制，但不足以用于争议裁定。

测试液、达因笔与两秒判据

ASTM D2578 测试液由甲酰胺（约 58 dyne/cm）和 2-乙氧基乙醇（约 30 dyne/cm）按 2 dyne/cm 的步长在 30 至 56 之间调配而成；Accu-Dyne Test 等商用套装可达 72 dyne/cm，并添加染料以便观察。两种溶剂均具有生殖毒性，因此出现了不含甲酰胺的测试液；它们与 ASTM 混合液不可互换，所以规范中应注明所用的类型。

用新的棉签涂抹器或达因笔涂出一道细线，操作者观察液膜边缘：

• 液膜保持两秒——表面达到或高于该数值；在新的区域换高一档测试。
• 液膜更早破裂——表面低于该数值；换低一档测试。达因值即能保持液膜的最高一档；真实数值介于两档之间。

采用一次性涂抹器的测试液是生产中的标准做法；达因笔会从每个表面带入污染并因溶剂挥发而损失，因此读数会漂移。

各类聚合物的典型达因值

所列数据针对洁净、刚成型的表面。脱模剂、爽滑剂和指纹的读数低于其下的聚合物，因此未处理的零件测得值可能比手册值低 4–6 dyne/cm，而处理后的零件也可能因被活化的污染物而保持液膜。

油墨与胶粘剂的余量规则

只有当液体的表面张力低于固体的表面能时才会润湿，而且只有留出足以覆盖两者波动的余量，才能可靠润湿：

最低达因值 ≈ 油墨或胶粘剂的表面张力 + 7 至 10 dyne/cm

请依据供应商的数据表制定规范，而不要照搬上一行。表面能计算器可将该余量应用于任何液体，并报告某种树脂在未处理或处理后能否被其润湿。

局限性，以及接触角更适用的情形

所有局限都源于同一点：由人来判断一层本身就是变量的测试液膜。

• 依赖操作者。涂抹速度、液膜厚度以及对“两秒”的判断因人而异；2 dyne/cm 以内的一致性已属良好，4 dyne/cm 的偏差也很常见。
• 测试液会污染表面。被测区域残留甲酰胺和染料，不得再用于印刷或粘接。
• 测试液和达因笔会老化。挥发及吸收水分会使测试液的表面张力升高，导致读数偏低；笔尖受污染则会使其降低，导致读数偏高。
• 无法区分极性与色散分量。两个均为 44 dyne/cm 的表面粘接表现可能不同，而该测试无法区分它们。
• 粗糙或有纹理的表面。毛细通道会保持本应破裂的液膜；纹路凸脊则会使本应保持的液膜破裂。

当数值必须经得起质疑时，接触角测角法是更好的方法：包括验证、争议、在可接受的达因值下仍发生失效的粘接、纹理表面或小型零件，以及区分极性与色散分量。

读数异常的故障排查

最后一行并不是误差：处理后的聚烯烃在数天内会损失数 dyne/cm，而等离子体处理的持续时间更多取决于聚合物及其添加剂，而不是处理设备。

达因值的规定与验证

仅写“最低 42 dyne/cm”，同一批零件在一个工厂合格，在另一个工厂却不合格。以下五项内容可使其具备可执行性：

• 测试液组别。ASTM D2578、ISO 8296 或指定的商用配方，并注明步长和保质期规则；切勿混用含甲酰胺与不含甲酰胺的结果。
• 计时约定。自涂抹结束起两秒，液膜在规定长度（通常为 25 mm）内保持完整，每档测试液使用新的涂抹器并更换新区域。
• 取样。每批抽检的零件数、每个零件上的位置（中心与边缘、印刷面与粘接面），以及时机：在处理设备处、使用点，或两者兼有。
• 读数人员。由经过培训的操作者对照参考试片读数，凡结果与限值相差一档以内者，须由第二人复核。
• 验收等级。以供应商提供的表面张力加余量作为使用点的最小值；若过度处理可能产生润湿良好但粘接不佳的弱边界层，则同时规定最大值。

在认证阶段以同一批试片的接触角作为限值的基准，并在树脂、添加剂、预处理方法或油墨发生变化时重新验证。

相关术语与延伸阅读

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在生产中的应用

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常见问题

塑料在印刷或粘接前需要达到多少达因值？

油墨或胶粘剂的表面张力加 7–10 dyne/cm，依据供应商的数据表而非通用表格。据此，大多数溶剂型油墨需 36–42 dyne/cm，水性油墨和 UV 油墨需 40–52，环氧树脂和聚氨酯需 48–56。29–31 dyne/cm 的未处理聚烯烃无一能够达标。

达因笔与达因测试液一样可靠吗？

不。笔的毡头会从接触的每个表面带入污染，其挥发性成分又会因蒸发而流失，因此一个月内读数可能忽高忽低。每次涂抹都使用新棉签涂抹器的测试液才是 ASTM D2578 方法；达因笔只适合快速的通过/不通过检查。

为什么达因测试合格而油墨或胶粘剂仍然失效？

通常是三种原因之一：随聚合物一同被活化的污染物能润湿测试液却不能润湿油墨；胶粘剂所需的极性分量偏低，而达因测试液无法检测；或者零件在测试数天后才粘接，此时处理效果已经衰减。采用双液接触角法并在使用点复测，可以区分这些原因。

达因测试与接触角测量有何不同？

达因测试是以 2 dyne/cm 为步长、靠目测的通过/不通过判断，并会在零件上留下测试液。接触角则是用仪器测量液滴轮廓，采用双液法时还能区分极性能与色散能。达因测试液适合逐班次监控；接触角适合验证和争议裁定。

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