SGC-QH11 動態(tài)接觸角測量儀
自動整體傾斜型 前進角 后退角 接觸角 張力 表面能
SGC-QH11規(guī)格參數(shù):
動/靜態(tài)接 | 測量方法 | 停滴法、傾斜板法 |
計算方法 | 量高法、量角法、圓環(huán)法、橢圓法、擬合法、自動法 | |
測量范圍 | 0°~180° | |
測量精度 | ±0.1°(可校準) | |
測量分辨率 | 0.001° | |
表面/界面 | 測量方法 | 懸滴法 |
計算方法 | 手動法、自動法 | |
測量范圍 | 0.01~1000mN/m | |
測量精度 | ±0.1% | |
測量分辨率 | 0.001mN/m | |
表面能估算 | Fowkes、擴展Fowkes、Owens-Wendt、van OSS、Wu調(diào)和平均法、狀態(tài)方程法 | |
潤濕性分析 | 粘附功、鋪展系數(shù)、粘附張力 | |
光學成 | 工業(yè)相機 | 300萬像素,幀率36fps |
工業(yè)鏡頭 | 0.6~4.0×連續(xù)變倍 | |
調(diào)焦方式 | 手動調(diào)焦,軟件檢測清晰度 | |
背光源 | LED冷光源,亮度連續(xù)可調(diào) | |
加液系統(tǒng) | 加液方式 | 自動式 |
小加液量 | 0.1μl/滴 | |
加液精度 | ±0.05μl | |
傾斜 | 臺面尺寸 | X100×Y90mm |
移動行程 | X50×Y50×Z50mm | |
移動方式 | 手動式 | |
傾斜范圍 | 0°~±90° | |
傾斜精度 | ±0.01° | |
傾斜方式 | 自動整體式 | |
儀器尺寸 | 約W650×D280×H650mm | |
儀器重量 | 約25kg | |
使用電源 | 1∮ AC220V 50HZ |
楊氏方程中所預示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學均勻、各相同性,固—液—氣三相達到熱力學平衡狀態(tài)下的接觸角,也稱之為靜態(tài)接觸角(Staic Contact Angle)θO,即固—液—氣三相接觸線靜止未發(fā)生移動的接觸角。
但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學組成不均一,受污染等多種情況,這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預示的取值。而是在相對穩(wěn)定的兩個角度之間變化,這種現(xiàn)象被稱為接觸角滯后現(xiàn)象。上限為前進接觸角(Advancing Contact Angle)θA,下限為后退接觸角(Receding Contact Angle)θR。通常定義,液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角;而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。一般情況下前進角總是大于后退角,二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后(Contact Angle Hysteresis)。
接觸角滯后的大小決定了液滴從固體表面滾落的難易程度,滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。滾動角(Sliding Angle)能直觀的反映出接觸角滯后的大小。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發(fā)生滾落時所需的小傾斜角度,用α表示。滾動角與前進角和后退角之間的關(guān)系可由Furmidge公式給出:
m·g·sinα=γLGW(cosθR-cosθA) (1)
(1)式中m為液滴的質(zhì)量,g為重力加速度,W為固—液接觸面的直徑,由此式可得出接觸角滯后越小,滾動角就越小。
在前進角和后退角區(qū)間內(nèi),固—液—氣三相接觸線是保持靜止的,此時應為靜態(tài)接觸角;而當出現(xiàn)前進角或后退角時,三相接觸線開始發(fā)生移動,這種固—液—氣三相接觸線發(fā)生移動的接觸角稱之為動態(tài)接觸角(Dynamic Contact Angle)θD。
前進角通常反映的是表面能較低、與液體親和力弱的那部分固體表面區(qū)域的性質(zhì);后退角則相反。對于超疏水性材料,如果知道了前進接觸角、后退接觸角以及液滴的起始滾動角,就可以更好的了解材料的表征;同樣在表面是傾斜的情況下,考察液體在表面的潤濕行為就必須分析動態(tài)接觸角才能更好地反映實際情況。