DIN EN ISO 19403-3:2020
Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO 19403-3:2017)
- Стандартный №
- DIN EN ISO 19403-3:2020
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- German Institute for Standardization
- состояние
- быть заменен
- DIN EN ISO 19403-3:2020-04
- Последняя версия
- DIN EN ISO 19403-3:2024-11
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
DIN EN ISO 19403-3:2020 — это третья часть серии стандартов по испытанию смачиваемости материалов покрытий. Он специально описывает оптический метод определения поверхностного натяжения жидкостей методом висячей капли. Опубликованный в апреле 2020 года, этот стандарт заменяет DIN 55660-3 издания 2011 года, знаменуя собой новый этап в стандартизации технологии испытаний поверхностного натяжения.
Основные технические обновления и изменения
По сравнению с предыдущей версией DIN 55660-3:2011-12, новая версия стандарта имеет следующие важные обновления:
Сравнительные размеры DIN 55660-3:2011-12 DIN EN ISO 19403-3:2020 Статус стандарта Немецкий национальный стандарт Принят как европейским стандартом EN, так и международным стандартом ISO Область применения В основном для лакокрасочной промышленности Расширен на более широкий диапазон характеристик жидких материалов Техническое содержание Основные методы измерений Добавлены требования к цифровому анализу изображений и контролю точности Нормативные ссылки Мало используемых стандартов Полная система ссылок на стандарты, включая ISO 2811, ISO 4618 и т. д.
Принцип и теоретическая основа метода висячей капли
Метод висячей капли основан на уравнении Юнга-Лапласа и вычисляет поверхностное натяжение путем анализа формы капли, висящей на игле. Когда капля значительно отклоняется от сферической формы из-за собственного веса, ее контурная форма имеет четкую математическую связь с поверхностным натяжением:
Поверхностное натяжение γ рассчитывается как: γ = Δρ × g × R₀² / β, где Δρ — разность плотностей между двумя фазами, g — ускорение силы тяжести, R₀ — радиус кривизны в вершине капли, а β — параметр формы.
Стандарт подчеркивает, что параметр формы B в идеале должен находиться в диапазоне 0,60±0,06 для обеспечения точных и надежных результатов измерений. Значение B ниже 0,45 указывает на то, что капля слишком близка к сферической форме, тогда как значение выше 0,75 указывает на недостаточную кривизну, требующую корректировки размера иглы и повторного измерения.
Требования к приборам и их выбор
Стандарт устанавливает четкие технические требования к Системе анализа профиля капли:
5.1 Система анализа профиля капли
Должна быть оснащена возможностями получения и анализа цифровых изображений, включая соответствующий источник света, масштабный микроинжектор, оптическую систему и дисплей. Система должна обеспечивать оптимальное разрешение изображения (соотношение сторон), хотя конкретная конструкция оптического пути и расположение компонентов могут различаться у разных производителей.
5.2 Дозирующее устройство
Выбор внешнего диаметра иглы имеет решающее значение и должен находиться в диапазоне 0,5–2,5 мм. Конкретный размер зависит от соотношения поверхностного натяжения к разности плотностей, γ/Δρ. Стандарт содержит подробное руководство по выбору:
Соотношение γ/Δρ (мН/м)/(г·см³) Рекомендуемый наружный диаметр иглы (мм) Применимые типы жидкостей ＜20 0,5-1,0 Органические растворители с низким поверхностным натяжением 20-50 1,0-1,5 Большинство покрытий и смол 50-100 1,5-2,0 Покрытия на водной основе и жидкости с высоким поверхностным натяжением ＞100 2,0-2,5 Жидкости с очень высоким поверхностным натяжением, такие как вода
Условия испытаний и контроль окружающей среды
Стандарт определяет, что испытание должно проводиться при температуре (23±2)°C и относительной влажности (50±5)% (согласно ISO 3270). Все испытательные среды должны соответствовать этим температурным условиям. Испытательная среда должна быть свободна от вибрации, сильных потоков воздуха (например, вентиляционных систем) и яркого света (например, окон, яркого освещения помещения).
Прибор должен быть установлен горизонтально, а значение локального ускорения силы тяжести должно быть введено в программное обеспечение производителя. Это ключевой параметр для обеспечения точности измерений.
Процедура измерения и основные рабочие моменты
7.2.1 Подготовка
Если плотность жидкости неизвестна, необходимо определить плотности жидкости и окружающей фазы в соответствии со стандартами серии ISO 2811, а затем рассчитать разницу в плотности. В Приложении A к стандарту приведены опорные значения плотности для наиболее часто используемых испытательных жидкостей.
Настройки изображения должны обеспечивать достаточную яркость и контрастность. В идеале значение шкалы серого вблизи границы фазы капли не должно превышать 40 (на основе 256-уровневой шкалы серого), а значение шкалы серого вне капли должно быть в пределах от 170 до 200. Внешний диаметр иглы должен быть точно измерен с точностью ±0,005 мм и обычно измеряется с помощью штангенциркуля, соответствующего стандарту ISO 2808.
7.2.2 Выполнение
Должна быть создана максимально возможная висячая капля. Чтобы избежать движения капли, вызванного потоком воздуха, каплю можно создать в подходящей кювете. Чтобы уменьшить изменения концентрации, вызванные испарением, нижнюю часть кюветы можно заполнить тестируемой жидкостью.
После завершения настройки области изображения и фокусировки необходимо выполнить калибровку длины блока формирования изображения. После этого область изображения и фокусное расстояние нельзя изменять. Соберите изображение профиля капли, подходящее для оценки в Приложении B. Рекомендуется сохранить исходное изображение, чтобы обеспечить прослеживаемость. Необходимо измерить не менее трех различных капель одной и той же жидкости.
Обработка данных и анализ точности
Оценка основана на теоретическом методе Юнга-Лапласа, описанном в ISO 19403-1. Рекомендуется использовать программное обеспечение, предоставленное производителем оборудования для реальной работы. Программное обеспечение подгоняет математическую модель к профилю капли и обеспечивает осесимметрию профиля капли.
Два ключевых критерия оценки качества:
- Параметр формы B должен находиться в рекомендуемом диапазоне 0,60±0,06.
- Ошибка подгонки, которая описывает качество подгонки, должна быть менее 1 мкм на точку измерения.
Параметры точности
На основании результатов кругового испытания, представленных в Приложении C, стандарт определил следующие показатели точности:
Тип точности Испытательная жидкость Материал покрытия Среднее значение Предел повторяемости r 0,7 мН/м 0,6 мН/м 0,7 мН/м Предел воспроизводимости R 1,5 мН/м 2,2 мН/м 1,6 мН/м Важно отметить, что некоторые материалы покрытий со специфическим реологическим поведением (например, образцы с пределом текучести, структурным вязкостным поведением и тиксотропным эффектом) могут демонстрировать большую межлабораторную вариабельность.
Требования к отчету об испытаниях
Отчет об испытаниях должен содержать следующую минимальную информацию: идентификационные данные продукта, ссылку на номер настоящего стандарта, параметр формы B каждой капли, погрешность подгонки, количество капель, результаты измерения поверхностного натяжения (среднее арифметическое и стандартное отклонение), плотность испытательной жидкости и источник значения, любое отклонение от предписанной процедуры и его потенциальное влияние на результат, любые необычные наблюдения во время испытания, тип оборудования, имя испытателя и дата испытания.
Рекомендации по внедрению и инструкции по применению
Стратегия выбора иглы
Выберите размер иглы на основе характеристик поверхностного натяжения и плотности измеряемой жидкости: для водных систем и жидкостей с высоким поверхностным натяжением рекомендуется игла 1,5–2,0 мм; для органических растворителей и систем с низким поверхностным натяжением более подходит игла 0,5–1,0 мм.
Ключевые точки контроля окружающей среды
Строго контролируйте условия температуры и влажности, чтобы избежать помех от воздушного потока и вибрации. Рекомендуется использовать защитный чехол или кювету, чтобы минимизировать влияние факторов окружающей среды на стабильность капель.
Меры контроля качества
Регулярно проверяйте работоспособность прибора с помощью эталонных жидкостей (таких как вода, дийодометан и этиленгликоль) для обеспечения точных и сопоставимых результатов измерений. Сохраните исходные данные изображения для просмотра и аудита.
Обработка особых случаев
Для неньютоновских жидкостей следует уделять особое внимание потенциальному влиянию их реологических свойств на результаты измерений. Рекомендуется проводить многократные измерения и оценивать согласованность результатов, а также при необходимости использовать другие дополнительные методы проверки.
Строгое соблюдение требований DIN EN ISO 19403-3:2020 позволяет обеспечить точность и сопоставимость результатов измерений поверхностного натяжения, предоставляя надежную информационную поддержку для исследований и разработок, контроля качества и оценки эксплуатационных характеристик лакокрасочных материалов.
DIN EN ISO 19403-3:2020 История
- 2024 DIN EN ISO 19403-3:2024-11 Краски и лаки - Смачиваемость - Часть 3: Определение поверхностного натяжения жидкостей методом висячей капли (ISO 19403-3:2024); Немецкая версия EN ISO 19403-3:2024
- 2024 DIN EN ISO 19403-3:2024 Краски и лаки - Смачиваемость - Часть 3: Определение поверхностного натяжения жидкостей методом висячей капли (ISO 19403-3:2024); Немецкая версия EN ISO 19403-3:2024
- 2023 DIN EN ISO 19403-3:2023-10 Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO/DIS 19403-3:2023); Немецкая и английская версии prEN ISO 19403-3:2023 / Примечание: Дата выпуска 15 сентября 2023 г. *Предназначено для замены...
- 2023 DIN EN ISO 19403-3:2023 Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO/DIS 19403-3:2023); Немецкая и английская версия prEN ISO 19403-3:2023.
- 2020 DIN EN ISO 19403-3:2020-04 Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO 19403-3:2017)
- 2020 DIN EN ISO 19403-3:2020 Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO 19403-3:2017)
- 2019 DIN EN ISO 19403-3 E:2019-08 Смачивание краски и лака. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкости методом висячей капли (проект)
- 2019 DIN EN ISO 19403-3 E:2019 Проект документа. Краски и лаки. Смачиваемость. Часть 3. Определение поверхностного натяжения жидкостей методом подвесной капли (ISO 19403-3:2017); Немецкая и английская версия prEN ISO 19403-3:2019.
- 1970 DIN EN ISO 19403-3:1970
