- Phạm vi ứng dụng:
3. Các thao tác cơ bản xác định thời gian khô
a) Các dụng cụ cơ bản sau:
Cát sạch có đường kính hạt từ 130 - 180 mm được phân loại bằng các laọi sàng có lỗ rộng 130 mm và 180 mm .
Chổi lông mềm, phẳng, rộng khoảng 25 mm và chiều dài sợi khoảng 3 mm.
Bộ nén: bao gồm một quả nén trượt tự do, mặt trên phẳng đặt quả cân, mặt dưới được gắn với miếng cao su bán cứng, tròn. Miếng cao su có bán kính 22 ± 1mm, dày 5 ± 0,5 mm.
Miếng vải polyamit dệt một sợi, kích thước tối thiểu là 100 x 100 mm. Các quả cân có khối lượng 200g và 1500g.
Đồng hồ bấn giờ chính xác đến 0,1 giây.
b) Đánh giá xem màng phủ khô thấu:
Để tấm mẫu đã sơn khô ở vị trí đứng trong phòng sạch bụi không có gió lùa và ánh sáng chiếu thẳng, ở nhiệt độ 25 ± 20ºC và độ ẩm tương đối 70 ± 5% nếu như không có yêu cầu đặc biệt.
Sau thời gian qui định đặt tấm mẫu cần kiểm tra theo phương nằm ngang.
Rót khoảng 0,5g cát lên bề mặt màng từ độ cao trong khoảng 100 - 150 mm. Có thể dùng ốngnghiệm đường kính 25 mm và chiều dài phù hợp rắc cát để tránh sự tràn ra quá mức của các hạt cát.
Sau 10s, giữ tấm mẫu ở góc 200 theo phương nằm ngang và quét nhẹ cát đi bằng chổi lông mềm.
Màng được coi là đạt độ khô bề mặt nếu tất cả các hạt cát được quét đi không để lại khuyết tật trên bề mặt màng.
Xác định thời gian khô thấu :
Tại các khoảng thời gian phù hợp, ngay trước khi màng được dự kiến là đã khô bề mặt, thực hiện việc kiểm tra như mục (b) cho đến khi đạt độ khô bề mặt và ghi lại thời gian.
Sau khi khô, đặt tấm mẫu thử lên tấm nền phẳng. Đặt miếng vải lên vùng thử nghiệm trên tấm mẫu.
Đặt quả cân lên mặt trên của bộ nén sao cho tạo nên áp lực 50 g/cm2, hạ bộ nén xuống sao cho miếng cao su nằm gọn trong miếng vải. Bám đồng hồ và để bộ nén ở vị trí này 10 ± 1s.
Sau 10s, xoay bộ nén đi một góc 900 trong thời gian 2 ± 0,5s. Nhấc bộ nén lên, bỏ tấm mẫu thử ra và kiểm tra.
Lặp lại phép thử này ba lần. Nếu màng không bị khuyết tật hay để lại vết trong cả 3 lần thử thì màng được coi là đạt độ khô cấp I.
Xác định thời gian khô cấp I: Sau khoảng thời gian phù hợp, tiến hành kiểm tra như mục trên. Kiểm tra xem màng có bị khuyết tật không, nếu có thì dừng việc kiểm tra lại.
Nếu không có khuyết tật để lại trên màng, làm lại phép thử trên hai tấm mẫu khác. Ghi lại thời gian dài nhất đã đo được sau khi thử ba lần đạt độ khô cấp I.
d) Xác định trạng thái khô cấp II và thời gian khô cấp II.
Các bước thử được tiến hành như mục d và quả cân đươc sử dụng có khối lượng sao cho tạo nên áp lực nén lên tấm mẫu là 500 G/cm2
.
III.4.4. Hiện tƣợng thấm ƣớt, rửa trôi của lớp màng phủ
Hiện tượng thấm ướt rất gần với hiện tượng hấp phụ vì cũng là hiện tượng do tương tác giữa phân tử của các loại chất khác nhau. Nếu các phân tử chất lỏng có tương tác mạnh với các phân tử bề mặt rắn hơn là giữa các phân tử chất lỏng với nhau, thì chất lỏng sẽ chảy lan ra trên bề mặt rắn, đó là sự thấm ướt, ví dụ nước thấm ướt thủy tinh.
Nếu các phân tử chất lỏng có tương tác hút với nhau mạnh hơn so với tương tác hút giữa chất lỏng với các phân tử bề mặt chất rắn mà chúng tiếp xúc, thì sự thấm ướt không xảy ra, và chất lỏng có xu hướng tụ lại thành giọt, ví dụ thủy ngân trên bề mặt thủy tinh và các á kim rắn. Nếu tương tác giữa hai loại phân tử lỏng và rắn không trội hơn nhau nhiều, ta sẽ có sự thấm ướt không hoàn hảo và ta sẽ xác định được một góc thấm ướt nào đó.
Chu vi giọt chất lỏng là giới hạn tương tác của 3 môi trường: R, L, K, chúng tạo thành từng cặp phân cách: rắn - lỏng, rắn - khí, lỏng - khí.
Độ thấm ướt được đo bằng góc thấm ướt, là góc hình thành giữa tiếp tuyến của giọt chất lỏng tại điểm tiếp xúc giữa 3 pha rắn, lỏng, khí với bề mặt của pha rắn. Chất lỏng thấm ướt hoàn toàn khi θ = 0o
; nó hoàn toàn không thấm ướt khi θ = 180o
Quá trình thấm ướt chỉ xảy ra khi năng lượng tự do của hệ giảm xuống. Năng lượng tự do giảm càng nhiều thì quá trình thấm ướt càng tốt.
Khi thấm ướt, các phân tử trong giọt chất lỏng sẽ chuyển động lan trên bề mặt của pha rắn theo khuynh hướng thay thế bề mặt tiếp xúc rắn – khí có sức căng bề mặt (SCBM) lớn (σ RK) bằng bề mặt tiếp xúc R/L có SCBM nhỏ hơn (σRL), như vậy là hệ giảm SCBM.
Khi cân bằng được thiết lập, quá trình dừng lại, tại biên giới tiếp xúc của 3 pha có cân bằng lực. Do vậy : σRK = σRL + σ LK .cosθ
Phương trình trên gọi là phương trình Young, thể hiện điều kiện cân bằng của sự thấm ướt và giúp tính toán khả năng thay đổi tính thấm ướt dựa vào thay đổi góc thấm ướt.
Những bề mặt thấm ướt tốt (cos θ > 0) được gọi là những bề mặt ưa lỏng, trái lại (những bề mặt có cos θ < 0) được gọi là những bề mặt kỵ lỏng.Ta có thể chuyển bề mặt từ kỵ lỏng sang ưa lỏng, hay ngược lại. Ví dụ tạo ra một lớp hấp phụ trên bề mặt rắn để thay đổi σRL - sức căng bề mặt giữa rắn và lỏng. Nếu sức căng bề mặt mới này nhỏ đi thì hệ trở thành thấm ướt tốt hơn, bề mặt trở thành ưa lỏng hơn; và ngược lại.
Hiện tượng thấm ướt rất quan trọng trong kỹ thuật tạo màng phủ. Một số màng phủ chức năng có khả năng ngăn cản sự thấm nước, có chức năng bảo vệ bề mặt vật liệu.
Để xác định hiện tượng thấm ướt, rửa trôi của màng phủ người ta thường để một dòng nước chảy với một vận tốc nhất định trong một khoảng
thời gian nhất định. Khối lượng của màng phủ được xác định trước và sau thí nghiệm. Bề mặt của màng phủ được kiểm tra trên kính hiển vi để khảo sát sự rửa trôi của màng.
III.4.5. Xác định độ che phủ của lớp màng phủ
Độ phủ của một loại màng phủ, tính bằng số g/m2, là khối lượng sơn (vật liệu phủ) cần thiết tính bằng gram khi phủ đều trên nền mầu đen trắng có diện tích 1 m2 sẽ che phủ hết hay làm mất tính nghịch đổi mầu đen trắng của nền đó.
Đối với sơn phủ thông thường, để sơn có độ phủ cao thì thường trong thành phần của sơn có hàm lượng oxit titan cao(TiO2). Hạt TiO2 có cấu tạo nhỏ < 5 micromet tạo cho sơn có độ phủ cao cũng như làm cho màng sơn chai, cứng tạo độ bền lâu dài cho màng sơn. Để xác định độ che phủ của lớp màng phủ, người ta có thể dùng giấy kéo sơn hoặc máy kiểm tra độ phủ.