Kunststof encyclopedie

A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z

Oppervlakte-energie

Het bedrukken of verlijmen van kunststofonderdelen vereist een hoge bevochtigbaarheid van het kunststofoppervlak. Daarbij wordt de bevochtigbaarheid met de oppervlakte-energie beschreven. Hoogenergetische (polaire) oppervlakken bieden aan de drukinkt of aan de lijm een betere hechting dan laagenergetische (niet-polaire) oppervlakken.

Voor bedrukken geldt in het algemeen, dat de grensvlakenergie van het te bedrukken oppervlak minstens zo groot moet zijn als de oppervlaktespanning van de drukinkt.

Hoch oder Flach: Der Wasserstropfen offenbart, ob eine Oberfläche niederenergetisch (oben)  oder hochenergetisch (unten) ist

Eenvoudige test met waterdruppels

De bevochtigbaarheid van kunststoffen kan snel en gemakkelijk met behulp van een op het oppervlak aangebrachte waterdruppel worden beoordeeld. Vormt zich een waterdruppel, is het oppervlak laagenergetisch. Verloopt de waterdruppel, is het een hoogenergetisch oppervlak.

Professionele testtinten

Voor een nauwkeuriger beschouwing van de bevochtigbaarheid gebruikt men testtinten en meet men de contacthoek van de druppel (meetmethoden volgens DIN 53 364 of ASTM D 2578-84).

Tabel.
Kritische oppervlaktespanning van kunststoffen en vergelijkende testen.
  kritische oppervlaktespanning1)
  $ \ σ_S \ $
  [mN/m]
Polytetrafluorethyleen (PTFE) 18,0
Polyethyleen lage dichtheid (PE-LD) 31,0
Polypropyleen (PP-H) 32,0
Polymethylmetacrylaat (PMMA) 33 – 44
Polyvinylchloride (PVC-U) 39,5
Polyamide 6 (PA 6) 43,0
Polyethyleentereftalaat (PET) 43,0
Water 72,8
Aluminium 1200
Chroom 2400
IJzer 2550

 
 
1) = 
De meetresultaten zijn niet bindende indicatieve waarden en zij zijn afhankelijk van de gebruikte testvloeistof.
 

Voor het bedrukken of lijmen van kunststofoppervlakken moet de contacthoek zo klein mogelijk zijn. Het is de vergelijking van Young.

Young's vergelijking

Volgens de formule van Thomas Young hangt de randhoek $ \ θ \ $ van een vloeistofdruppel af van de oppervlakte-energie van de vloeistof $ \ σ_S \ $ en van het solide kunststofoppervlak $ \ σ_{SL} \ $.

De grensvlakenergie tussen vloeistof en kunststofoppervlak is $ \ σ_L \ $.

Youngs vergelijking
\[ {cos_θ} = \frac{σ_S-σ_{SL}}{σ_L} \]

Het getal beschrijft de kritische oppervlakte-energie en laat zich tot $ \ σ_C \ $ samenvatten.

\[ {cos_θ} = \frac{σ_C}{σ_L} \]