Измерение поверхностной энергии Задачей обработки поверхности является повышение смачиваемости поверхности при повышении способности приклеиваться к растворителям, адгезивным веществам, покрытиям и экструзионным покрытиям. Для того, чтобы поверхность смачивалась жидкостями надлежащим образом, поверхностная энергия пластмассы должна быть выше поверхностного натяжения жидкости. Поверхностная энергия измеряется в динах на сантиметр. В идеале поверхностная энергия пластмассы должна быть от 7 до 10 дин на см. выше, чем поверхностное натяжение растворителя или жидкости. Так, например, типографские чернила с поверхностным натяжением в 30 дин на см. не смогут надлежащим образом увлажнять или склеиваться с материалом, у которого поверхностная энергия ниже 37 - 40 дин (см. рисунок 3). 
Рисунок 3. Капля краски на обработанной (нижняя) и необработанной (верхняя ) поверхности.
Один из методов измерения поверхностной энергии, известный как испытание натяжения смачиваемости (ASTM D-2578), был разработан несколько лет тому назад (10). Испытания поверхностной энергии нередко проводятся на поверхностях с последующей обработкой, перед тем, как перейти к реализации последующих технологий переработки. При проведении данного испытания целый ряд смесей жидкостей с постепенно повышающимися значениями поверхностного натяжения наносится на обрабатываемую поверхность до тех пор, пока не будет обнаружена та, которая способна смачивать поверхность. Поверхностная энергия пластмассы примерно равна поверхностному натяжению этой смеси. На рынке имеются растворы для испытаний от различных производителей оборудования для обработки коронным разрядом. В таблице I приведены соотношения формамида и Cellosolve™ для различных значений поверхностного натяжения. Cellosolve™ является зарегистрированной торговой маркой компании Union Carbide для этилен гликоль моноэтилэфира. Испытание смачиваемости является самым распространенным измерением, оставившим все остальные методы далеко позади. Оно используется для определения степени обработки для поверхностей, нуждающихся в последующей обработке. Используется также еще несколько методов (данные приводятся в Таблице 2), но их применение ограничено. Из этих методов одним из самых точных (при надлежащем проведении) является измерение угла смачивания. Для того, чтобы создать новое точное соотношение между поверхностными параметрами подложки, параметрами материала покрытия, а также производственными технологиями и методами, необходим очень точный метод испытаний. Несколько лет тому назад д-р Уильям Зисман, работая с уравнениями, разработанными Томасом Янгом, создал математический и практический фундамент для испытаний поверхностного натяжения с использованием точных измерений угла смачивания (11). Здесь нет возможности полностью обсудить работу Зисмана, но простыми иллюстрациями этой теории могут быть рисунки 4, 5. В большинстве экспериментальных работ, которые были выполнены на протяжении последних нескольких лет, игнорируются растворы для смачивания как метод измерения поверхностного натяжения, а предпочтение отдается измерению угла смачивания (6) (7) (12) (13) (14). В настоящее время несколько компаний реализует на рынке устройства для точного контактного измерения. 
Рисунок 4. Поверхность материала
Натяжение > Натяжение жидкой поверхности
Рисунок 5. Поверхность материала
Натяжение < Натяжение жидкой поверхности |
