接触角 表面张力测量仪

  • 发布时间:2022-09-02 14:49:45,加入时间:2020年07月30日(距今1365天)
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项目简介

测试内容包括:静态接触角、动态接触角(视频拍摄、前进/后退角、滚动角)、 表/界面张力、固体表面自由能、粘附力等。

样品要求

1. 块状样品/薄膜测一次要求尺寸大于1cm*1cm 尽量平整,要平行测试请对应提供样品数;

2. 粉末样品常需要压片后测试,测量接触角时可以直接测试,压片测试需要提供100mg以上(或体积1ml以上);粉末直接测试不少于200mg;表界面张力每种液体样品需要20 mL,固体样品需要可以加热融化;

3. 纤维测试长度不少于30cm;

4. 测接触角常规介质是水,如需其它试剂请自行提供,至少2ml。

1. 接触角相关定义

静态接触角:当液体在固体表面达到平衡时,气液的界线与液固的界线之间的夹角称为接触角,此时为静态接触角。

动态接触角:一般是对于疏水材料而言。如果测量时,液滴的三相界面前沿正处于移动状态,那么这样测量得到的接触角值称为动态接触角。

前进/后退角:若表面是粗糙的或不均匀的,向液滴加入一点液体只会使液滴变高,周界不动,从而使接触角变大,此时的接触角称为前进接触角,简称前进角,用θA表示。若加入足够多的液体,液滴的周界会突然向前蠕动,此突然运动刚要发生时的角度称为大前进角。若从液滴中取出少量液体,液滴在周界不移动的情况下变得更平坦。接触角变小,此时的接触角称为后退接触角,简称后退角,用θR表示。当抽走足够多液体,流溢周界前沿会突然收缩。此突然收缩刚要发生时的角度称为最小后退角。前进角往往大于后退角,两者的差值称为滞后角(Δθ=θA-θR),Δθ与液体在固体上的附着力相关,表征液滴在固体表面滚动的难易程度。接触角的滞后使液滴能稳定在斜面上,这一事实证明,接触角滞后的原因是由于液滴的前沿存在着能垒。

滚动角:滚动角用来描述液滴在固体表面的状态。当一滴水放置在固体倾斜表面而达到一种滚动前的临界状态时,固体表面倾斜的角度就是滚动角(α)。另一种表述为:固-液界面扩展后测量的接触角前进角和回缩后的测量值后退角存在差别,前进角往往大于后退角,两者的差值叫做滚动角,滚动角的大小也代表了一个固体表面的接触角滞后现象。观察到的静态接触角可能位于由前移和后移接触角所限定范围θAθθR内的任意位置。滚动角与滞后角息息相关,但是不完全相等。

表面张力:由于液相和气相的密度差异,液体的表面层中的分子,受到了一个指向液相内部并垂直于界面的引力,使得液体表面就如张紧的弹性薄膜,在这张薄膜上存在着收缩张力,使液体表面有收缩到最小的趋势。单位长度上的收缩张力称为表面张力。

界面张力:高速离心法测试适用于原油类样品,可以测试出超低界面张力。

表面自由能:表面能也叫表面自由能,液体表面能可以直接通过仪器设备测得,而固体表面能和固-液界面能只能通过其他方法间接计算获得。

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