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接触角测不准你可能要在这几点上找找原因了!

更新时间:2022-07-07       点击次数:2795
  接触角测量仪测量接触角的方法,目前通常有两种:一种是外形图像分析方法;一种是称重法。称重法也称为润湿天平或渗透法接触角仪。但应用相对广泛的是外形图像分析法。其原理为,将液滴滴于固体样品表面,通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像,再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来。

 
下图为接触角测量仪

 


 
  日常对接触角的分析可能会存在一些不准确的因素:
 
  一、表面不均匀
 
  表面不均匀是造成接触角滞后的一个重要原因,若固体表面由与液体亲合力不同的两部分a、b组成,则液体对复合表面的接触角与对两种纯固体表面成分自身的接触角的关系是:
 
  COSθ=XaCosθa+XbCosθb;
 
  Xa、Xb指a、b的摩尔分数,θa、θb指液体在a固体和b固体上的接触角。
 
  实践表明,前进角一般反映与液体亲合力较弱的那部分固体表面的润湿性,因此,θA较大(COSθ小),而后退角反映与液体亲合力较强的那部分固体表面的性质,因此,θR较小。对于一些无机固体,由于表面能较高,固而极易吸附一些低表面能的物质而形成复合表面,因此,造成液体对这种复合表面形成的接触角滯后现象,可见,欲准确测定一种固体的接触角,必须保证固体表面不受污染。
 
  二、表面不平
 
  表面不平也是造成接触角滯后的主要因素,若将一玻璃粗化后,将一水滴滴在倾斜玻璃上,则出现接触角滞后。科研人员根据研究固体表面粗度对润湿性的影响,在一个给定的几何面经粗化后,必然使表面积增大,若以r表示粗化程度,则:
 
  r=A(真实)/A(表观);
 
  显然,r越大,表面越不平,这时,应用润湿方程时应加以粗化较正,r(Ysg-Ysl)=Ylgcosθ',θ'为粗糙表面上的接触角,将上式与无粗化的润湿方程相比可得:
 
  r=cosθ'/cosθ;当θ<90°表面粗化将使θ'<θ,当θ>90°,表面粗化将使θ'>θ(接触角变大,润湿性变差)如对可润湿的金属表面,表面经打磨粗化后,可使润湿性变好(如电镀时需表面充分润湿),而对于不润湿的固体表面,表面粗化,将使θ变大,润湿变差(对一些高聚物表面,可通过粗化使其防水能力提高)。

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