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接觸角測不準你可能要在這幾點上找找原因了!

更新時間:2021-07-07       點擊次數:2288
  接觸角測量儀測量接觸角的方法,目前通常有兩種:一種是外形圖像分析方法;一種是稱重法。稱重法也稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀。但應用相對廣泛的是外形圖像分析法。其原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像,再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來。

 
下圖為接觸角測量儀

 


 
  日常對接觸角的分析可能會存在一些不準確的因素:
 
  一、表面不均勻
 
  表面不均勻是造成接觸角滯后的一個重要原因,若固體表面由與液體親合力不同的兩部分a、b組成,則液體對復合表面的接觸角與對兩種純固體表面成分自身的接觸角的關系是:
 
  COSθ=XaCosθa+XbCosθb;
 
  Xa、Xb指a、b的摩爾分數,θa、θb指液體在a固體和b固體上的接觸角。
 
  實踐表明,前進角一般反映與液體親合力較弱的那部分固體表面的潤濕性,因此,θA較大(COSθ小),而后退角反映與液體親合力較強的那部分固體表面的性質,因此,θR較小。對于一些無機固體,由于表面能較高,固而極易吸附一些低表面能的物質而形成復合表面,因此,造成液體對這種復合表面形成的接觸角滯后現象,可見,欲準確測定一種固體的接觸角,必須保證固體表面不受污染。
 
  二、表面不平
 
  表面不平也是造成接觸角滯后的主要因素,若將一玻璃粗化后,將一水滴滴在傾斜玻璃上,則出現接觸角滯后。科研人員根據研究固體表面粗度對潤濕性的影響,在一個給定的幾何面經粗化后,必然使表面積增大,若以r表示粗化程度,則:
 
  r=A(真實)/A(表觀);
 
  顯然,r越大,表面越不平,這時,應用潤濕方程時應加以粗化較正,r(Ysg-Ysl)=Ylgcosθ',θ'為粗糙表面上的接觸角,將上式與無粗化的潤濕方程相比可得:
 
  r=cosθ'/cosθ;當θ<90°表面粗化將使θ'<θ,當θ>90°,表面粗化將使θ'>θ(接觸角變大,潤濕性變差)如對可潤濕的金屬表面,表面經打磨粗化后,可使潤濕性變好(如電鍍時需表面充分潤濕),而對于不潤濕的固體表面,表面粗化,將使θ變大,潤濕變差(對一些高聚物表面,可通過粗化使其防水能力提高)。

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