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接触角理论(一)

2022-09-01 09:52 作者:bili_74204057874  | 我要投稿

在做接触角测试时,科学指南针检测平台工作人员在与很多同学沟通中了解到,好多同学对接触角测量不太了解,针对此,科学指南针检测平台团队组织相关同事对网上海量知识进行整理,希望可以帮助到科研圈的伙伴们;


1.评价薄膜的一般方法 XPS, FTIR, ATIR, Auger, SIMS 等

长处:算出正确的数据

短处:高价的装备价格

要分析会花去很多时间及金钱

要运营管理这种需要背负艰巨的责任的高价装备需要很多的知识,假如是真空状态下运营 的装备,有时集合物薄膜上掉出异物会产生问题。


1.接触角测定仪 (Contact Angle Analyze) 的长处分析

2.价格很便宜

3.测定方法非常容易﹑简单,可尽快知道测定结果。

4.可一下知道表面材质的亲水性及疏水性倾向

5.因不影响薄膜,可进行更正确的测定


2.什么是接触角? (What is Contact Angle?)

接触角是指液体在固体表面上用热力学达到平衡时所形成的角。

表面与液体之间的接触角测定是盛传于在粘着﹑表面处理及聚合物表面分析行业的分析技术,是 一种对于数 ? 的单一层变化也较敏感的分析技术。

1.接触角 ( θ)是显示固体表面可湿度的尺度,大部分由固着液滴来测定。

2.低接触角:显示高的可湿度(亲水性, hydrophilic )和高的表面能。

3.高接触角:显示低的可湿度(疏水性, hydrophobic )和低的表面能。

平平的固体表面接触的液体接触角在液体 - 固体- 气体集合点,由液滴弧线的末点与固体表面的接 触点测定。


3.接触角的种类


4.静滴接触角( Static Method )

静滴接触角一般用于可湿度的测定,主要应用 Sessile drop 的方法测定。可以更换溶液认出表 面特性。

长处: - 容易只测定物体的一面 - 使用的试剂的量很少所以非常经济 - 试剂的大小大体不受限制 Sessil Drop ?

基线( base line )B与接线( tangent)形成的角‘ T’之间的角 theta表示接触角。作用的力分别 以液体 - 气体﹑固体 - 气体﹑固体 - 液体相互大小与方向具有的矢量显示界面能量。

成立这种方式的方程式为 Young的方程式, Young 的方程式是在平坦 (smooth) 等质﹑没有变形 的理想表面上推导的公式,且具有稳定的接触角。

但在实际表面上因表面粗糙度( surface roughness )﹑膨胀现象﹑固体表面化学性的不等质 性,所以显示一个以上的接触角。

同样的液滴随着测定角度及测定方法也会产生一些误差。


B.什么是动态接触角?

  1. Wilhelmy plate method


长处:

- 非常精确地测定出动态接触角。

- 试片进入试剂时是前进角,试片出来时的角是后进角

- 主要使用于溶液的表面张力的测定

短处: 试片的模样维持正四角形,两面须均一。(制作正确的试片困难)


b.Tilting method

* 长处 - 倾斜板读出液滴在倾斜的板上流动前夕的值。

- 流动前夕前角叫前进角,后角叫后退角。

可以同时认出前进角与后退角。

- 操作简单。


* 短处

- 因倾斜板所以产生高度差异,由此会增加源于重力的误差。

- 倾斜板的时候很难得到正确的角度。


1.Captive drop method 把液体滴在基板上通过针逐渐增加液体的量,观察固体 - 气体 - 液体3上的界面。 这时界面动作前夕的角叫前进角( advancing angle ),与此相反通过针随着逐渐减少液体的量 3上的界面动作前夕的角叫后退角( receding angle )。


*长处:

- 不必担心试片晃动,是个好方法

- 现有的 Sessil Drop 方法也可以


以上就是科学指南针检测平台对网络上接触角测量相关资料的整理如有测试需求,可以和科学指南针联系,我们会给与您最准确的数据和最好的服务体验,希望可以在大家的科研路上有所帮助。


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