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15962623322如何使用接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)量親水疏水材料的潤濕性能?
如何判斷材料的親水性,疏水性?親水疏水材料如何定義其潤濕性能?若表面接觸角θ<90°,則固體表面是親水性的,即液體較易潤濕固體,其角越小,表示潤濕性越好;若θ〉90,則固體表面是疏水性的,即液體不容易潤濕固體,容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能進(jìn)入毛細(xì)管,這個(gè)還與具體液體有關(guān),并非所有液體在較大夾角下完全不進(jìn)入毛細(xì)管。
潤濕過程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式(Young Equation):由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤濕情況:
1)當(dāng)θ=0,完全潤濕;2)當(dāng)θ﹤90°,部分潤濕或潤濕;3)當(dāng)θ=90°,是潤濕與否的分界線;4)當(dāng)θ﹥90°,不潤濕;5)當(dāng)θ=180°,完全不潤濕。
毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。
浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)/(液體密度*重力加速度g*液面半徑R)。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r)。
潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。
接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)試方法:
接觸角現(xiàn)有測(cè)試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法。后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀。但目前應(yīng)用最廣泛,測(cè)值最直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法。外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像, 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來。
計(jì)算接觸角的方法通?;谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計(jì)算得出接觸角值。楊氏方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系,可用來準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓,從而計(jì)算出其接觸角。煙用紙張的接觸角可參照我國制煙行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 424-2011“煙用紙表面潤濕性能的測(cè)定 接觸角法”執(zhí)行。