發(fa)表時間:2024-06-20 訪(fang)問量:
對于理想的(de)平面固體表面,當液滴在表面達平衡后。只(zhi)有一個符合 Young 方程(cheng)的(de)接觸角。 但實際固體(ti)表面是非理想的,因而會出現滯(zhi)后(hou)現象,致使接觸角(jiao)的測量往(wang)往(wang)很難重復。但經 過精(jing)心制備和(he)處(chu)理的(de)(de)表面,有可(ke)能得(de)到較重(zhong)復的(de)(de)數據,特別是高分子的(de)(de)表面。表面的(de)(de)制備和(he) 處理(li)(li)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)要得到較光滑、干(gan)凈的(de)(de)理(li)(li)想表(biao)面,但具體(ti)的(de)(de)工藝因樣品而(er)異,這里(li)不作(zuo)更多的(de)(de) 介紹。這(zhe)里(li)主(zhu)要(yao)介紹一些常用(yong)的接觸角(jiao)測定(ding)方法,它們都是針對(dui)氣(qi)—液—固(gu)體系的接觸角(jiao)而 設(she)計的。但(dan)其中有(you)些方法,只需(xu)略加修改(gai),亦(yi)適用于液—液—固體(ti)系接觸(chu)角的測(ce)定。測(ce)定接 觸角有多種方法(fa),可根據(ju)直接測(ce)(ce)定物(wu)理(li)量分為(wei)四(si)類:⑴ 靜滴法(fa)(角度測(ce)(ce)量法(fa))、⑵ 高度、 長度測量法(fa)⑶ 力(li)測法(fa)⑷ 透過測量法(fa)。前三種(zhong)適用于連(lian)續的平滑固體表面,后(hou)一種(zhong)方法(fa)可用 于粉末(mo)固體表(biao)面接觸角的測定。
1.1 量角法 液滴(di)角(jiao)度測(ce)量法是測(ce)量接觸角(jiao)的最常用的方(fang)法之一,

該(gai)方法是(shi)將 固體(ti)表面(mian)上的(de)液滴,或將浸(jin)入液體(ti)中(zhong)的(de)固體(ti)表面(mian)上形成的(de)氣泡(pao)投(tou)影到(dao)屏幕上,然后直接測量 切(qie)線與相界面(mian)的夾(jia)角,直接(jie)(jie)測量接(jie)(jie)觸(chu)角的大小。
量角法示意圖 如果液體(ti)蒸氣在固體(ti)表面發生吸附,影響固體(ti)的表面自由(you)能,則(ze)應把樣品放入帶有觀察 窗的密(mi)封箱(xiang)中,待體(ti)系達平(ping)衡(heng)后再進行測定。此法的優點是:樣(yang)品用(yong)量(liang)少(shao),儀器簡單,測量(liang) 方(fang)便(bian)。準(zhun)確度一般(ban)在土 1 o左右。
1.2. 量高法 如(ru)果液(ye)滴(di)很小(xiao),重(zhong)力作用引起液(ye)滴(di)的變形可以忽略不計,這時的躺(tang)滴(di)可認為是球形的一 部分,如圖 4 所示。接(jie)觸角可通(tong)過高度的(de)測(ce)量按下(xia)式計算: tan ? 2 ? 2 d h (8) 式中 h 是液滴高度(du),d 是滴底(di)的直徑。若(ruo)液滴體積小于 10 -4mL,此方法可用。若接觸角 小于 90 o,則液滴(di)稍大亦可(ke)應用。

液滴在纖(xian)維上(shang)的接觸角也可用量角法測量,把纖(xian)維水平(ping)拉直.置于樣品槽內(nei),然后(hou)投影 到電腦屏幕,直(zhi)接(jie)測定液滴(di)與纖維表面的夾角。如果液滴(di)很小(xiao),接(jie)觸角也可用量高法測量, 通過式(8)來(lai)計算。 實際固體表面幾乎都是非(fei)理想的,或大或小總是會出現接(jie)觸角滯(zhi)后(hou)現象.因此,需同時 測(ce)定(ding)前進角和后(hou)退角。對于(yu)躺(tang)滴法,可用增減液(ye)(ye)滴體積的辦法來測(ce)定(ding)。增加(jia)液(ye)(ye)滴體積時測(ce)出 的(de)是前進(jin)角,

;減少液滴體積時為后退角,如圖 5(b)所示。 (a)前(qian)進角 (b)后退角 圖(tu) 5 前進角(jiao)(jiao)和后退角(jiao)(jiao)的(de)測定方法(fa) 為(wei)了避(bi)免增減液(ye)(ye)滴(di)體積時可能引起液(ye)(ye)滴(di)振動和(he)變形,在(zai)測定(ding)時可將改變液(ye)(ye)滴(di)體積的毛細 管尖端插入液(ye)滴中,尖端插入液(ye)滴不影響接觸角的(de)數值。
1.3 儀器測量方法
1.3.1 接觸(chu)角多元化(hua)分(fen)析(xi)方(fang)式(shi):全自動(dong)(dong)擬(ni)合法(fa),半自動(dong)(dong)擬(ni)合法(fa),手(shou)動(dong)(dong)水平測量(liang),手(shou)動(dong)(dong) 斜(xie)面測量,
1.3.2 多(duo)元化軟(ruan)件計算方法:圓(yuan)環擬(ni)合法(40 度以下(xia));橢圓(yuan)擬(ni)合法(40-120 度); Young-Lapalacer 擬合法(fa)(120 度以上).
1.3.3 精(jing)準的表面自(zi)由能計算(suan):Fowks 法,OWRK 法,ZismanPlot 法,EOS 法(軟(ruan)件中(zhong) 預裝部(bu)分(fen)液體數(shu)據庫,可擴展).
1.3.5 一(yi)鍵式軟(ruan)件測(ce)量(liang)操(cao)作(zuo): 【按空格鍵】--打開(kai)攝像頭; 【按 1 鍵】--精準的控制(zhi) 滴液;【按 2 鍵】--高精(jing)度的進行全自動測量.
1.3.6 不規(gui)則產品(pin)測試拓(tuo)展:凹(ao)凸面測試,曲(qu)面測試,滾(gun)動角測試,前進角后退(tui)角測 試,高溫接觸角(jiao)測(ce)試.
1.3.7 高速拍照方式(shi):單張(zhang)/連續(xu)/錄(lu)(lu)像(xiang);錄(lu)(lu)像(xiang)任意電影單張(zhang)導出;錄(lu)(lu)像(xiang)視頻可自動快速 測量(liang).
1.3.8 細致化數據(ju)(ju)庫管理:導(dao)出 Excel 表格數據(ju)(ju) word 圖(tu)片(pian)(pian)數據(ju)(ju);圖(tu)片(pian)(pian)文字顯而易見.
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