Comment mesurer l’énergie libre de surface d’un solide avec le MSA One-Click SFE
Introduction :
Le Mobile Surface Analyzer MSA One-Click SFE est un instrument portable de contrôle des surfaces permettant de déterminer l'énergie de surface (SFE) d'un solide.
La mesure repose sur l'analyse des angles de contact de deux liquides de polarités différentes. Grâce à la méthode One-Click SFE, le dosage des gouttes, l'acquisition des images, le calcul des angles de contact et la détermination des composantes polaire et dispersive de l'énergie de surface sont réalisés automatiquement.
Les résultats sont obtenus en quelques secondes et peuvent être utilisés pour le contrôle des traitements de surface, l'évaluation des opérations de nettoyage, ainsi que l'optimisation des procédés de collage, d'impression et de revêtement.
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1.
Connexion de l'instrument à l’ordinateur
Le MSA se connecte à l'ordinateur via un câble USB, qui assure à la fois l'alimentation de l'instrument et la transmission des données. La caméra USB 3.0 permet l'acquisition des images nécessaires à l'analyse des gouttes, tandis que l'éclairage LED réglable optimise les conditions de mesure sur différents types de surfaces.
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2.
Chargement des liquides de mesure
Les cartouches doivent être remplies hors de l'instrument avant utilisation avec les deux liquides de mesure : de l'eau (liquide polaire) et du diiodométhane (liquide dispersif). Les liquides sont ensuite dosés automatiquement par la technologie Liquid Needle intégrée, avec une résolution de 0,1 µL. Une charge complète des cartouches permet de réaliser jusqu'à 1 000 mesures avec chaque liquide.
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3.
Positionnement de l’instrument
Le MSA se positionne directement sur la pièce à analyser, quelle que soit sa taille, et dépose automatiquement deux microgouttes sur la surface analysée. La mesure peut être réalisée sur des surfaces planes ou légèrement convexes, dans différentes orientations : à l'horizontale, à la verticale ou à l'envers.
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4.
Analyse en un clic
Une simple pression sur le bouton permet de déposer automatiquement les deux gouttes de mesure de manière contrôlée et reproductible. Les deux liquides sont ainsi appliqués simultanément sans intervention de l’utilisateur ni changement manuel de liquide au cours de la mesure.
La dépose contrôlée permet de minimiser les perturbations de la surface lors de l’application de la goutte et de préserver les conditions nécessaires à une mesure fiable et reproductible de l’angle de contact.
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5.
Traitement des données par le logiciel ADVANCE
Le logiciel ADVANCE analyse automatiquement les images des deux gouttes, calcule les angles de contact puis détermine l'énergie de surface et ses composantes. Les angles peuvent être mesurés sur une plage de 0 à 180° avec une résolution de 0,01°. Le résultat est disponible en quelques secondes après le lancement de la mesure.
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6.
Détermination de l'énergie de surface
L'énergie de surface est composée d'une part polaire et d'une part dispersive. Le logiciel ADVANCE calcule ces deux composantes à partir des angles de contact mesurés, selon différents modèles tels qu'OWRK, Wu, Zisman ou Fowkes. Leur analyse est essentielle, car deux surfaces de même énergie de surface totale peuvent présenter des propriétés de mouillage très différentes.
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7.
Évaluation des traitements de surface
Quel que soit le revêtement, il est important de prendre en compte l’énergie de surface du support qui accueillera une peinture, un vernis, un collage.
Le MSA permet de mesurer directement l’énergie de surface, tout en fournissant à la fois l’angle de contact de l’eau, du diiodométhane et les composantes polaires et dispersives du substrat.
La répétition des mesures permet d’évaluer l’efficacité d’un pré-traitement (plasma ou corona), d’une opération de nettoyage ou l’évolution d’une surface après stockage pour l’optimisation des procédés
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8.
Contrôle des résultats
La cohérence des résultats est vérifiée par la répétition des mesures sur un même substrat. Des valeurs d'angle de contact et d'énergie de surface présentant une faible dispersion confirment la répétabilité de la méthode et la stabilité de l'état de surface analysé.
Une fois cette répétabilité établie, les mesures peuvent être intégrées à une routine d'analyse pour le contrôle qualité, le suivi des procédés ou les activités de recherche et développement.
