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水滴角测试仪:高科技无损检测方法揭示材料表面性能!

更新时间:2024-01-09      点击次数:1389
  水滴角,也被称为接触角,是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线。此切线在液体一方与固-液交界线之间的夹角θ,被用作衡量润湿程度的量度。
 
  液体在固体材料表面上的接触角是评估该液体对材料表面润湿性能的重要参数。通过测量接触角,可以获得材料表面固-液、固-气界面相互作用的大量信息。
 
  水滴角测试技术不仅可用于常见的表征材料的表面性能,而且在石油工业、浮选工业、医药材料、芯片产业、低表面能无毒防污材料、油墨、化妆品、农药、印染、造纸、织物整理、洗涤剂、喷涂、污水处理等领域具有重要的应用。
 
  水滴角测试仪由光源系统、注射器、载物台图像采集系统和数据分析系统等组成。接触角测量结合了高科技测试仪器和无损检测方法,能够进行准确、客观和可重复的分析。具体操作过程是将样品平放在载物台上,使用注射器将合适的液体滴入待测样品,然后采集液滴落下后的图像,并对图像进行数据处理。在使用水滴角测试仪时,必须注意以下两个因素:
 
  1.平衡时间和恒定体系温度:由于存在动界面张力效应,平衡时间不足会导致接触角变化,从而产生动接触角现象。然而,对于一般低粘度的液体,达到平衡较快,通常的实验操作即可得到平衡值。只有在液体粘度较大时,需要确保足够的平衡时间。
 
  2.界面张力随温度变化:接触角应受温度变化的影响。对于一般体系,在室温附近的dθ/dT值为0-0.20°/K。因此,温度的影响并不严重。1-2K的温度变化对接触角的影响通常可以忽略不计。这些因素在采购仪器和应用过程中都应受到使用单位的注意,否则接触角测量值的变化可能会体现在测试数据中,导致无法理解或无法正确评估仪器的重复性程度。
 
水滴角测试仪的测试主要注意事项包括:
 
  1.水的纯度或清洁度必须得到保证。一般来说,建议在测试水滴接触角值时使用二次蒸馏水。
 
  2.尽量保持室温的稳定性。水的表面张力值受温度影响而有所变化。但对于超疏水或超亲水表面来说,接触角值的实际影响并不大,大约在2度以内。
 
  3.在测试水滴角之前,必须判断进液系统和水的清洁度。方法是在测试之前,采用基于ADSA-RealDrop算法的Young-Laplace方程拟合法对水的表面张力值进行测试。ADSA-RealDrop法由于不受针头直径的影响,是目前理想的测试水的表面张力值的方法。如果测得的表面张力值符合文献值(即20摄氏度时可以达到72.75mN/m),则说明测试用探针水和进液系统是干净的。如果测试值低于70mN/m,则说明体系不干净。如果高于75mN/m,则说明测试方法有问题。
 
  4.对于小于10度的接触角值的体系来说,必须采用遮光板和UV过滤技术,否则测值精度和自动化程度会大大降低,特别是对于LCD、OLED、空调铝箔等材料。同时,在测试方法上,尽量采用全自动圆拟合技术。

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