Měření povrchové energie bylo zavedeno pro charakterizaci chemických vlastností povrchu. Povrchová energie umožnuje charakterizovat smáčivost povrchu. Vyšší hodnota povrchové energie obecně značí lepší smáčivost a přilnavost povrchu. Vysoká hodnota povrchové energie také naznačuje, že je povrch dobře vyčištěný a není zanesen například mastnotou. Sklo, keramika i mnoho kovů jsou příklady materiálů, jejichž povrch má přirozeně vysokou hodnotu povrchové energie. Oproti tomu nízká hodnota povrchové energie obecně značí špatnou smáčivost a horší přilnavost povrchu. Většina plastů má nízkou hodnotu povrchové energie předtím, než jsou „aktivovány“. V závislosti na oblasti použití je žádoucí vysoká nebo nízká hodnota povrchové energie. Například na materiály se lépe tiskne, pokud mají vysokou hodnotu povrchové energie. Oproti tomu koupelnová keramika nebo čelní skla by měly mít co nejnižší hodnotu povrchové energie, aby se kapky mohly snadno odvalovat.

Obr. 1 – Analyzátor kontaktních úhlů PCA 200
Při výrobě a kontrole kvality pro tyto zkoušky se často používají tzv. zkušební inkousty. Pomocí těchto zkušebních inkoustů lze však smáčivost povrchů posuzovat pouze subjektivně. Pomocí přenosného analyzátoru kontaktních úhlů PCA 200 lze přesně stanovit povrchovou energii pomocí měření kontaktních úhlů dvou testovacích kapalin. Tento způsob má oproti testovacím inkoustům značné výhody: postup je objektivní, kvantitativní, reprodukovatelný a poskytuje další informace, protože povrchová energie je rozdělena na polární a disperzní část.
Přenosný goniometr kontaktního úhlu PCA 200 (obr. 2) Instruments je ruční zařízení pro autonomní a mobilní měření povrchové energie pevných povrchů. Jeho lehká konstrukce a intuitivní uživatelské rozhraní z něj činí ideální nástroj pro analýzu povrchů ve výrobě a při kontrole kvality.

Obr. 2 – Přenosný goniometr PCA 200 nabízí tři možnosti ovládání měření, nastavení parametrů přístroje a pokročilé analýzy výsledků měření
Hlavní funkce
– Samostatné, mobilní zařízení: PCA 200 je kompaktní a mobilní ruční zařízení, které lze používat přímo na místě, kde je potřeba. Díky integrovanému počítači a softwaru jej lze provozovat jako bezdrátové, samostatné měřicí řešení.
– Displej s živým náhledem obrazu: před měřením poskytuje displej přístroje živý náhled obrazu analyzovaného povrchu. Tato funkce umožňuje vizuální kontrolu a nastavení, aby bylo zajištěno, že každé měření bude provedeno přesně na správném místě. Po měření přístroj okamžitě zobrazí naměřené hodnoty na svém displeji.
– Měření se dvěma zkušebními kapalinami: PCA 200 může současně dávkovat zkušební kapaliny diodometan a vodu a přímo měřit jejich kontaktní úhly na pevném vzorku. To umožňuje stanovit povrchovou energii pouhým stisknutím tlačítka, čímž se zvyšuje efektivita pracovních procesů.
– Rychlé stanovení povrchové energie: PCA 200 určuje povrchovou energii vzorků rychle a spolehlivě pomocí osvědčených interakčních modelů (OWRK a Wu model). Tyto modely umožňují diferencovanou analýzu polárních a disperzních složek povrchové energie.
– Dlouhá provozní doba: díky výkonné lithium-iontové baterii je PCA 200 vybaven pro dlouhou provozní dobu. Kromě toho jsou kazety pro dvě testovací kapaliny dostatečně velké, aby umožnily velký počet měření (více jako 1000 měření) bez nutnosti jejich doplňování.
– Integrovaný počítač v zařízení: přístroj obsahuje integrovaný počítač. Ten umožňuje uživatelům provádět autonomní měření povrchové energie. Výsledky měření se po skončení měření okamžitě zobrazí a uloží do přístroje.
– Uživatelské rozhraní založené na prohlížeči: přístroj se rovněž připojuje k počítači prostřednictvím portu USB-C. Nastavení zařízení lze provádět v intuitivním uživatelském rozhraní, které je přístupné v jakémkoli standardním webovém prohlížeči. Uživatelé mohou také exportovat uložené výsledky měření.
– Software Expert-Software dpiMAX: s volitelným softwarem dpiMAX nabízí společnost DataPhysics Instruments expertní software pro pokročilé analýzy (obr. 3). Naměřené hodnoty jsou bez námahy přenášeny a lze je použít pro další výpočty, například pro stanovení adhezní práce. Uživatelé navíc využívají integrovanou databázi softwaru k organizaci výsledků měření.

Obr. 3 – Software pro pokročilé analýzy
Společnost DataPhysics Instruments se specializuje na vysoce přesné měřicí přístroje a nabízí několik produktových řad. Série OCA (Optical contact angle measuring and contour analysis) zahrnuje optické analyzátory kontaktních úhlů, které měří kontaktní úhel, povrchové a mezifázové napětí, ideální pro analýzu kapalin a pevných povrchů. Přístroje série DCAT (Dynamic contact angle measuring device and tensiometer) jsou tensiometry pro dynamické měření kontaktních úhlů a povrchových vlastností pomocí analyzátorů svislé síly. MPA (Bubble Pressure Tensiometer) se zaměřuje na měření dynamického povrchového napětí pomocí bublinové metody, vhodné zejména pro rychle se měnící systémy. Série ZPA (Zeta Potential Analyzer) se specializuje na měření zeta potenciálu povrchů pevných materiálu, jako jsou prášky, vlákna nebo modifikované povrchy. Tato rozmanitá nabídka pokrývá široké spektrum aplikací ve výzkumu a průmyslu.
Více informací o přenosném analyzátoru kontaktních úhlů PCA 200 a dalších produktech od společnosti
DataPhysics lze nalézt na www.dataphysics-instruments.com nebo na www.anamet.cz