Abstract
Die Benetzung von Schmelze-berührenden Maschinenkomponenten sowie die Anhaftung von erstarrtem Kunststoff auf dem Formwerkzeug basiert auf Wechselwirkungen an der Grenzfläche zwischen Kunststoff und Werkzeugmaterial. Ein Ansatz zur Charakterisierung der Benetzbarkeit von Festkörperoberflächen ist die
Bestimmung der freien Oberflächenenergie auf Basis von Kontaktwinkelmessungen. Bisherige Studien ermittelten die freie Oberflächenenergie von verschiedenen Hartstoffschichten meist durch Kontaktwinkelmessungen bei Raumtemperatur oder basierend auf einem statischen Messverfahren, welches nahezu keine Reproduzierbarkeit aufweist. Um die Benetzbarkeit von Hartstoffschichten für die Kunststoffverarbeitung zu bewerten, wurden in dieser Studie dynamische Kontaktwinkelmessungen von zwei Prüfflüssigkeiten auf poliertem Stahl sowie einer Titannitrid- (TiN), zwei Chromnitrid- (CrN) und einer amorphen Kohlenstoffbeschichtung (a-C:H:Si) im Entformungstemperaturbereich
von 60 °C bis 140 °C durchgeführt. Anschließend wurden die freien Oberflächenenergien der Beschichtungen für den betrachteten Temperaturbereich nach der Methode von Owens, Wendt, Rabel und Kaelble bestimmt. Die Ergebnisse zeigen, dass die CrN-Beschichtungen die geringste freie Oberflächenenergie aufweisen. Im Vergleich zeigte sich für alle Hartstoffschichten eine Abnahme der freien Oberflächenenergie mit sich erhöhender Temperatur. Die chemische Zusammensetzung der Probenoberfläche scheint bei gleichbleibenden Messbedingungen für glatte Oberflächen der bestimmende Faktor für die Höhe der freien Oberflächenenergie zu sein.
Users
Please
log in to take part in the discussion (add own reviews or comments).
