接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一,由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度,接触角测定在矿特浮选,注水采油,洗涤,手机玻璃,LED支架,大屏幕等方面都有广泛的作用。决定和影响润湿作用和接触角的因素有很多,如,固钳的液体的性质及杂质,添加物的影响,固体表面的粗糙程度,不均匀性的影响,表面污染等。原则上说,极性固体易为极性液体所润湿,而非极性固体易为非极性液体所润湿。玻璃是一种极性固体,帮易为水润湿,对于一定的固体表面,在液相中加入表面活性物质常可改善润湿性质,并且随着液体和固体表面接触时间的延长,接触角有逐渐变小趋于定值的趋势,这是由于表面活性物质在各界面上的吸附的结果。
接触角的定义:
界面化学办称表面化学。所谓。界面”即相界面,是指三体(气体,液体,固体)之间的极薄的边界层,共性质与品种取决于组成该系统的两体相的聚集状态。一般可按物质三态-固态、液态和气态一将界面划分为下列五种类型:
液-气, 液-液, 固-气, 固-液, 固-固。
1 、小于180度大于90度为不润湿,叫疏水润湿角,也叫憎水
2 、小于90度大于0度为部分润湿或有限润湿。也叫亲水润湿角
3、完全润湿,这种情况没有接触角产生。
通常所说的疏水性表面是指与水开成较大接触角和低浸温热的表面。
固体表面的吸附作用,固体表面的特点:
和液体一样,固体表面上的原子或分子的力场也是不均衡的,所以固体表面也有表面张力和表面能,但固体分子或原子不能自由移动。因此,固体表面分子移动困难:固体表面不象液体那样易于缩小和变形,因此,固体表面张力的直接测定比较困难,任何表面都有自发降低表面能的倾向,由于固体表面难于收缩,所以只能靠降低界面张力的办法来降低表面能,这也是固体表面能产生吸附作用的根本原因,当然固体表面上的分子或原子不能移动也不是绝对的,在高压下几乎所有金属表面上的原子都会流动,在高温接触熔点时,许多固体表面上的高峰 棱角都会变得钝些,或以生熔结现象,在加工或晶体形成过程中,晶体的外表面总要取自由焓最低的晶面才最稳定。
接触角测试方法,接触角测试步骤解析:
滴液
调节载物台的上下移动接液
按2键测试接触角大小
判断角度大小
小于20度使用圆环法进行测量
大于20度使用大椭圆法进行测量
滴液进行下一位置的测试
是否是测试样品
记录数据
生成报告存档
关闭仪器软件及电脑
接触角测量仪操作过程中常见的问题,及处理方式
打开设备
打开摄像头
调节光源亮度
是否有图像
无图像的情况:1、凋节镜头的上下,倾斜。2、调节针头的上下,左右,使软件上可以看到有针头。
有图像的情况:判断图像是否清晰,如果图像不清晰,调节镜头前后的位置,使软件上可以看到清晰的图像。
图像是否水平
图像未呈水平状态:①.把平整物体的左边边沿放在针头正下方
②.在软件上可以看到物体清晰的图像
③.在软件上双击鼠标左键,使基准线在物体的轮廓线附近,通过键盘的↑↓键进行微调,使基准线在轮廓线的最高点
④.旋转镜头后面的CCD,使基准线与轮廓线的水平度重合。
接触角测量仪实验报告:
测试仪器:接触角测量仪SDC-100
接触角测量方法:
采用视频外观轮廓分析方法,测量液体与固体之间的接触角,测量固体表面能,测量液体的表界面/界面张力。广泛应用在材料,化学化工,玻璃制造,触摸屏检测,电路板行业。
切线法:量角器原理
宽高法(量高法或Θ/2法)手动画出液滴的高度和接触面宽度,通过反三角函数求出其接触角(0.3ul或低角度时可使用)
三点法/五点法:手动三点(圆法)拟合,五点(椭圆法)拟合
圆法:图像处理计算出轮廓上所有点坐标,以圆的方式进行拟合计算角度,角度小于20°时使用
椭圆法:图像处理计算出轮廓上所有点坐标,以椭圆(斜椭圆)的方式进行拟合,角度大于20°时使用
微分圆法:图像处理计算出轮廓上所有点坐标,再细分以圆的方式进行拟合计算角度
微分椭圆法:图像处理计算出轮廓上所有点坐标,再细分以椭圆的方式进行拟合计算角度
L-Y法:大于120度
接触角的测定实验报告:
我们以亚克力为样品,在经过等离子处理前的测试报告:
检测单位 |
sindin |
试验日期 |
2017-07-06 |
操作人员 |
andy |
打印时间 |
16:51:05 |
固体试样 |
111 |
液体试样 |
纯水 |
温度(℃) |
25 |
湿度(%) |
65 |
产品名称 |
物料号 |
3 |
|
仪器厂商 |
供应商名称 |
5 |
|
试验要求 |
4 |
最大角度 |
82.816 |
最小角度 |
77.195 |
平均角度 |
79.575 |
试验图片
清洗后的亚克力板报告数据
检测单位 |
sindin |
试验日期 |
2017-07-06 |
操作人员 |
andy |
打印时间 |
17:17:51 |
固体试样 |
111 |
液体试样 |
纯水 |
温度(℃) |
25 |
湿度(%) |
65 |
产品名称 |
物料号 |
3 |
|
仪器厂商 |
供应商名称 |
5 |
|
试验要求 |
4 |
最大角度 |
27.045 |
最小角度 |
18.666 |
平均角度 |
22.884 |