ASTM D5946-24
Методика стандартного тестирования полимерных пленок, обработанных короной, с использованием измерений угла контакта воды

Стандартный №

ASTM D5946-24

Дата публикации

2025

Разместил

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Последняя версия

ASTM D5946-24

сфера применения

Техническое обоснование и развитие стандарта

ASTM D5946 был первоначально опубликован в 1996 году. Версия 2024 года в первую очередь обновляет формат выражения отклонений точности. Этот стандарт сохраняет техническую эквивалентность ISO 15989 и использует измеритель угла смачивания для количественной оценки эффективности обработки коронным разрядом. Обработка коронным разрядом приводит к появлению полярных групп на поверхности пленки через ионизированный воздух, а интенсивность обработки отрицательно коррелирует с углом смачивания.

---

Основной принцип испытания

Основано на уравнении Юнга-Лапласа, когда капля жидкости достигает равновесия на твердой поверхности:

γ_GLcosθ = γ_GS - γ_SL

Где θ — контактный угол, γ_GL, γ_GS и γ_SL представляют собой межфазные натяжения газ-жидкость, газ-твердое тело и твердое тело-жидкость соответственно. Стандарт предписывает использовать в качестве испытательной жидкости 5–8 мкл сверхчистой воды.

---

Сравнение методов измерения

Тип метода	Принцип	Отклонение точности	Применимые сценарии
Метод касательной (метод 1)	Визуальное определение касательной тройной точки	±3° (очень субъективно)	Быстрая проверка качества
Метод расчета размера (метод 2)	Измерение высоты (H) и радиуса (R) капли для расчета θ=2·arctan(H/R)	±1° (рекомендуемый метод)	Точный лабораторный анализ

---

Определение уровня обработки поверхности

Стандарт дает типичные пороговые значения градации для полиолефиновых пленок:

• >90°: Необработанная/Недостаточно обработанная
• 85-90°: Низкая обработка
• 78-84°: Средняя обработка
• 71-77°: Высокоинтенсивная обработка
• <71°: Сверхинтенсивная обработка

Случай: Средний угол контакта определенной пленки HDPE был измерен для быть 70° (стандартное отклонение 2,4°), что соответствует уровню сверхвысокой интенсивности обработки.

---

Контроль ключевых факторов помех

1. Электростатическая интерференция: Для нейтрализации поверхностного заряда образца требуется ионный вентилятор
2. Загрязнение поверхности: Не прикасайтесь к тестовой области пальцами, а стеклянную посуду необходимо очистить хромовой кислотой
3. Миграция добавок: Скользящие агенты/антистатические агенты могут повлиять на результаты измерений
4. Метод переноса капель: Необходимо использовать метод контактного переноса висячей капли (см. рисунок 1)

---

Рекомендации по внедрению

1. Выбор оборудования: Предпочтительно использовать измеритель угла контакта с системой анализа изображений на основе ПЗС.
2. Стратегия отбора проб: Возьмите одну точку измерения каждые 25 мм вдоль поперечного направления пленки, не менее 10 повторов на группу.
3. Представление данных: Необходимо включить среднее значение, стандартное отклонение и параметры среды испытания. 4. Обновление стандарта: В издании 2024 года в основном скорректировано выражение точности в главе 14, что не влияет на техническую суть.