美利坚合众国国标ASTM D 5946-04.doc

名称：D5946-04

电晕处理聚合物薄膜采用水接触角测量的标准试验方法1

本标准有个固定的名称为D882，编号顺序遵循初始采用年的名称显示，修改年或者最后修改年。圆括号里的数字显示通过的年份。上标ε显示最后一次修改或通过的版次变化。

范围

1.1本试验方法包括聚合物薄膜电晕处理面的水滴接触角的测量。

注1-本标准与ISO标准无相似或等同之处。

1.2单位采用国际单位制。方括号里的数值仅作参考。

1.3本标准不包含任何与标准的使用相关的安全问题（如果存在的话）。在使用本标准前，使用者有责任建立合适的安全与卫生规程，并制定标准的使用限制。

2.相关文件

2.1ASTM标准2：

D618塑料测试条件的规程

D724纸张润湿性的测试方法(接触角方法)

E691实验室间对试验方法精度测定研究的执行规定

3.术语

3.1本标准的特定术语规定：

3.1.1静止接触角，θ（度），名词-在固、液、气三相接触达到平衡时，三相接触周边任何一点上，液气界面切线与固体表面间形成的并包含液体的夹角。

讨论-接触角值可由以下方法测量：（1）通过采用各种投影或反射设备分析小液滴的图像和直接用量角器量接触角（D724测试方法）；（2）通过采用各种投影或反射设备测量基准面的高和宽来计算接触角，公式如下：

θ=2·arctan(H/R)(1)

其中：

θ=接触角，

H=液滴的高，

R=液滴的半宽。

讨论-用设备直接测图如美国专利号为5268733的方法（2）来计算接触角。

讨论-方法（1）可能会有误差因为视觉寻找三相平衡点液相点的正切有主观性；如采用方法（1），每个操作者的误差应确定。因为方法（2）采用测量液滴的尺寸大小，误差会更小。这些方法的对比分析还没执行方法。因此，当对比这些不同方法得到的数据时应注意。

讨论-方法(2)在一些特别情况下不适用，如接触角大于90°时。

4.测试方法摘要

4.1本测试方法中，水滴滴在薄膜样品的表面，然后测其接触角并计算其平均值。

5.意义与应用

5.1聚合物薄膜保留墨水、涂料、粘结剂等的能力主要依赖于它们的表面性能，可通过一种或几种表面处理技术来提高其表面性能。电子释放处理，如电晕处理，可提高聚合物薄膜的润湿张力。处理强度越大，与电极界面接触的面活性越大。因此，聚合物薄膜表面的接触角与其保留墨水、涂料、粘结剂等的能力有关，如果墨水、涂料、粘结剂含有极性官能团。接触角本身不能完全衡量墨水、涂料、粘结剂的附着力。

5.2聚合物薄膜的润湿张力作为物理参数暂时无确切标准。聚合物润湿张力不能直接测量，因为固体的表面能不容易测量。很多直接测量方法被提出。同样的试样不同的测试方法产生不同的测试结果。固体表面能的测量是通过固体与液体的接触界面来测量。

5.3虽然聚合物薄膜的处理面的处理水平在工业上用术语达因/cm(mN/m)来表示，这是对液体行为的测试结果的一主观解释。

5.4如下的水接触角值可作为定义聚烯烃纤维处理面的处理等级的一个指导，也可作为其他一些表面能低的聚合物薄膜的指导：

极小或未处理的

＞90°

低处理的

85至90°

中等处理的

78至84°

高处理的

71至77°

极高处理的

＜71°

5.4.1本测试适用于规格，生产工艺控制，聚合物薄膜的最终用途是通过研究各种薄膜和处理的作用性建立起来。

5.5所有材料的不同点之间的接触角会有变动。薄膜电晕处理不均匀也会增加结果的变动。因此，多次测量可反映处理带来的数据变动和表面的粗糙度。

6.干扰

6.1聚合物薄膜与液体和空气接触的润湿张力是空气-薄膜和薄膜-液体界面的表面能的函数；测试液里微量的表面活性杂质或薄膜上的都会影响测试结果。因此薄膜表面被测部分不要触摸或摩擦这很重要，所有设备要清除干净，水要保持纯净。尤其是玻璃仪器，去污剂在极低的表面张力下也会被污染，除非特别小心确保它们没有，有的话用硫酸铬和蒸馏水清洗掉。

6.2爽滑剂、抗静电剂或开口剂和其他添加剂会改变薄膜的表面性质，因为随着时间这些添加剂会迁移到薄膜表面。

6.3细的压花薄膜增加了测量结果的变动性。

6.4聚合物薄膜当生产时经常产生静电。电晕处理通常会加重这问题。样品薄膜的处理面可能带有静电，其是生产过程中产生或滑过支撑试样表面摩擦而产生。

6.4.1静电有可能会对接触角的测量产生误差。这误差发生在当带电样品产生的静电场拉动水滴到薄膜表面的力比静电消失的力大时。

6.4.2为了防止测量误差，薄膜样品应在产生静电前离开和测量时放一空气电离器，也叫做静电消除器，安放在试样夹持器周围。这些设备能产生正负性离子。静电消除器周边的带电粒子被相反极性的离子吸引从而抵消。

6.5测试液滴转移到被测表面应遵循的规程