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利用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法有哪些?

點(diǎn)擊次數(shù):608 更新時(shí)間:2021-08-17

利用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法有哪些?

        目前,用光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的方法有傾斜臺(tái)法、離心轉(zhuǎn)臺(tái)法和液體加減法三種。
??一種方法是斜臺(tái)法,也稱為斜板法。實(shí)驗(yàn)是在待測(cè)樣品表面放置一個(gè)液滴,用傾斜臺(tái)緩慢傾斜樣品表面,同時(shí)跟蹤記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。液滴在傾斜開(kāi)始時(shí)不一定移動(dòng),但形狀會(huì)開(kāi)始變化,從而底部的接觸角會(huì)繼續(xù)增加,頂部的接觸角會(huì)繼續(xù)減小。當(dāng)表面傾斜到一定角度時(shí),液滴開(kāi)始滾動(dòng)或滑動(dòng)時(shí),液滴下方三相接觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)前對(duì)應(yīng)的接觸角為大前進(jìn)角,運(yùn)動(dòng)前對(duì)應(yīng)的接觸角為液滴上方的三相接觸點(diǎn)是小后退角。整個(gè)液滴剛開(kāi)始滾動(dòng)(滑移)時(shí)表面的傾角稱為滾動(dòng)角(滑移角)。
??使用傾斜臺(tái)法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅可以測(cè)量前進(jìn)角和后退角變化的全過(guò)程,還可以測(cè)量液滴在材料表面的滾動(dòng)角.
??第二種方法是離心轉(zhuǎn)盤(pán)法,又稱保持力平衡法。實(shí)驗(yàn)是在待測(cè)樣品表面放置一滴液滴,利用離心轉(zhuǎn)盤(pán)使液滴沿圓周旋轉(zhuǎn),同時(shí)跟蹤記錄液體液滴形狀、接觸角和位置的變化。隨著轉(zhuǎn)速的不斷提高,液滴整體受到的離心力越來(lái)越大,液滴的形狀開(kāi)始發(fā)生變化,并有在物料表面沿方向滑動(dòng)的趨勢(shì)。旋轉(zhuǎn)半徑變得越來(lái)越明顯,直到發(fā)生滑動(dòng)。在形狀變化的過(guò)程中,外側(cè)的接觸角不斷增大,而內(nèi)側(cè)的接觸角則不斷變小。當(dāng)速度達(dá)到臨界值時(shí),液滴開(kāi)始整體滑動(dòng),液滴外側(cè)出現(xiàn)三相接觸點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)前對(duì)應(yīng)的接觸角為大前進(jìn)角,液滴內(nèi)部三相接觸點(diǎn)運(yùn)動(dòng)前對(duì)應(yīng)的接觸角為小后退角。根據(jù)液滴體積、轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)半徑計(jì)算出的離心力等于液滴在材料表面的保持力。
??使用離心轉(zhuǎn)盤(pán)法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅可以測(cè)量前進(jìn)角和后退角變化的全過(guò)程,而且可以獲得液滴在表面的保持力。材料。這種方法不僅適用于疏水性材料,也適用于親水性材料。
??第三種方法是加減法,也稱為注射抽吸法。實(shí)驗(yàn)是在待測(cè)樣品表面放置一個(gè)液滴,將注射針插入液滴中,緩慢注入射液是將液滴體積增加到一定值,然后慢慢吸回液體,使液滴體積減小到一定值。同時(shí),跟蹤記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。在注液和回吸過(guò)程中,兩側(cè)的接觸角不斷變化,三線接觸點(diǎn)同時(shí)移動(dòng)。如果注液和吸液速度足夠慢,則三相接觸點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)接近于亞平衡狀態(tài),在此過(guò)程中可以獲得較大的前進(jìn)角和較小的后退角。
??采用加減法測(cè)量動(dòng)態(tài)接觸角的特點(diǎn)是可以測(cè)量進(jìn)角和后退角變化的全過(guò)程,不需要額外的特殊附件,投資低。缺點(diǎn)是液滴的形狀會(huì)受到注射針頭的影響,導(dǎo)致接觸角計(jì)算錯(cuò)誤。

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