科学指南针-接触角测量方法的发展

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；

 

Young 方程只适用于纯液体,对含表面活性剂的溶液或液体混合物不适用 ; 多数固体表面不能满足 Young 方程平衡条件。

 

2.1纯液体接触角的测定

采用固着液滴法测量接触角 , 不仅有人为误差 ,液滴直径变化也影响测量准确性。 Katoh 等提出运用液体弯液面的几何不稳定性测量固 - 液界面接触角。

 

 

取一个圆柱体 ( 平板 ) 作为测试固体 , 水平放入液体中 , 再慢慢提起来 , 在柱体下面两侧形成一对二维弯液面 , 当柱体上升至某一临界高度时 , 两个弯液面最窄的部分相互接触 , 弯液面破裂。在临界高度HBer 与接触角θ之间存在一定关系 :

 

 

 

Kwok 等利用自动毛细上升法 , 测量纯液体的静态或低速动力学接触角。取一块宽度较大平板 , 垂直浸入液体中 , 平板两边分别附有两根直径为 50 μ m 的铂丝 , 测量铂丝顶部及其液面下的映像位置 , 通过仪器进行分析和处理 , 测得接触角 , 该方法适用于θ <90 °的情况。

2.2含表面活性物质的液体

Englander研究空气中湿玻璃表面的脱水问题 , 提供了一种数据关联方法 :

 

 

其中υ - 被去除物质的表面吸附率 ,m 、n 、 a - 经验确定系数。

 

2.3粉体的动态接触角

在粉体的加工过程中 , 通常要测量粉体的动态接触角。采用 W ilhelmy 平板 , 粉体通过胶水粘附在板面上 , 以 5mm /min 的速度浸入待测液体 , 液体沿板面上升。当毛细上升速度比平板位移速度快时 , 存在液体平衡。从极细到极大的粉体颗粒 , 该测量法都能适用。

 

2.4非理想表面的接触角

轴对称液滴形状分析剖面图依据 Young - La 2place 方程 , 通过轴对称弯液面形状来测定液体流动界面张力和接触角。

轴对称液滴形状直径分析法运用牛顿迭代算法 , 通过表面张力、固着液滴直径和体积计算接触角 , 广泛用于非理想或强亲水性表面 , 例如细胞层、石头、木材及牙质物等。

 

2.5旋转体表面的接触角

纺织、化妆品行业需要测量纤维表面与油水界面接触角。将疏水纤维浸入一大口杯中 , 杯底有水层和油层 , 录像机倒放 , 将毛细上升剖面图进行适当的坐标变换 , 转变为毛细下降剖面图 , 利用计算机进行数据图像分析处理 , 能够准确测量纤维表面与液体界面的接触角。

 

3接触角测量的影响因素 

固液界面扩大与缩小情况下测得接触角是不同的 , 前者称为前进接触角 θ A ; 后者称为后退接触角θR , 分别反映了液体的吸附和滞留 ; θ A > θ R  , 其差值( θA - θ R ) 称滞后接触角。固体表面均匀度、粗糙度、憎水性、含水量、吸附杂质等都可能导致接触角滞后 ; 物质的特性、重力、温度、个人偏差等都有不同程度的影响。

 

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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