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接觸角測量儀的應(yīng)用超疏水材料的接觸角測量 接觸角測量儀常見問題解決方法

時間:2020-07-23    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

       超疏水表面指難以被水潤濕的表面,在這種表面上水滴難以鋪展,水總是團聚在一起。測量液滴和材料的接觸角是評價材料表面潤濕性的主要方法,超疏水材料的接觸角甚至會大于 150°。為了全面的評價超疏水材料的潤濕性,在實驗中有必要測量液滴的前進角、后退角和滾動角等動態(tài)過程。
       使用光學接觸角測量儀測量接觸角首先需要將液滴轉(zhuǎn)移到材料表面,但是由于材料的超疏水特性,液滴總是粘附在注射針的頂端,很難轉(zhuǎn)移到材料表面。如果過分增大液滴的體積,利用重量把液滴轉(zhuǎn)移下來,過大的液滴會增加準確測量接觸角的難度。有人不得不用手指輕彈注射針抖落液滴,這也不是規(guī)范的實驗操作。非接觸式注液是目前解決這個問題的好方法。
       非接觸式注液是指通過注射器上的噴嘴,利用注射泵的脈沖推射液滴,使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式完全避免了液滴在注射針針頭上的粘附,徹底解決了液滴轉(zhuǎn)移的問題。

       在液體轉(zhuǎn)移到材料表面之后,儀器會自動拍下一張清晰的照片。為了準確的計算液滴的接觸角,我們建議使用 Laplace-Young 算法。因為在超疏水材料上的液滴接觸角很大,呈現(xiàn)很好的軸對稱性,在諸多接觸角計算的模型中,Laplace-Young 算法全面考慮到重力、密度等因素對液滴形狀的影響,所以它是準確的測量水平的超疏水材料表面上液體接觸角的計算方法。

       為了全面的評價超疏水材料的潤濕性,除了測量液滴在在水平的材料表面上的接觸角之外,我們往往還要測量液滴在材料傾斜表面上的前進角、后退角、和滾動角。使用自動傾斜臺可以方便的完成這種測量。這里需要注意到液滴處于傾斜表面上在重力作用下已經(jīng)不再對稱,所以 Laplace-Young 法一般不再適用,此時需要使用能夠?qū)σ旱伪砻娣侄螖M合計算的一些專用方法,例如 Truedrop 算法。

       如果儀器沒有配置自動傾斜臺,那么可以考慮使用注液-吸液法測量前進角和后退角。在注液和吸液過程中注射針可能會偏離液滴的中心,這時如果注射針架可以在 X/Y/Z 三軸精密移動,將會方便的調(diào)整注射針的位置,使得注射針對液滴形狀的影響降到最小,能夠較為準確的測量前進角和后退角的數(shù)值。

       最后在進行數(shù)據(jù)分析的時候,接觸角的數(shù)值變化往往和三相接觸點位置的變化緊密相關(guān)。所以在動態(tài)數(shù)據(jù)圖表上同時顯示接觸角的變化曲線和三相接觸點位置的變化曲線。這樣才能完整準確的描述前進角和后退角的形成及變化過程。



    視頻接觸角測量儀是以視頻光學法為測量原理,通過直接觀測液體在固體表面形成的液滴,測量液滴的形狀,來確定液體在固體表面的接觸角。該儀器不僅可以測量液體在固體表面的接觸角,計算國體的表面自由能及其組成,還可以測量表面界面張力,全自動測量臨界膠束濃度等。

 


    可擴展和配備的主要測量性能如下:


    1.測量靜態(tài)接觸角


    2.測量動態(tài)接觸角,包括前進角和后退角


    3.測量滾動角


    4.計算固體的表面自由能及其組成


    5.按照懸滴法測量液體的表面/界面張力


    6.按照無頂部懸滴法測量液體的表面/界面張力


    7.配置CMC測量模塊,全自動測量臨界膠束濃度


    8.分析液體表面張力及其組成


    9.利用高速相機,記錄吸收材料的吸收過程


    10.計算及分析粘附功


    視頻接觸角測量儀的主要測量方法:


    接觸角測量:


    座滴法、附著滴法、頂視法


    表面、界面張力測量:


    懸滴法、無頂部懸滴法、座滴法、滴體積法


    視頻接觸角測量儀的主要應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)、科學研究及質(zhì)量控制


    視頻接觸角測量儀的主要技術(shù)參數(shù):


    接觸角測量范圍:0~180°


    接觸角測量精度:±0.1°


    接觸角測量分辨率:±0.01°


    表界面張力測量范圍:0.01~2000mN/m


    表界面張力測量分辨率:±0.001mN/m







    稱重法接觸角測量儀可真正用于動靜態(tài)表面和界面張力的測試儀器??蛇B接恒溫水槽進行溫度控制,Z高溫度為130℃。更高溫度或特殊需求,可定制產(chǎn)品。


    稱重法接觸角測量儀是全自動稱重法原理的動/靜態(tài)界面化學分析系統(tǒng),為針對廣大用戶在界面化學測試過程中出現(xiàn)的對研發(fā)以及高品質(zhì)、高精度的測試需求而專門研制的儀器卓越型專業(yè)儀器;


    可用于測量表面張力(ST)/界面張力(IFT),固體材料、粉體、纖維接觸角/親水角/潤濕角(CA/DCA)、固體表面自由能(SFE)的分析以及表面活性劑制備中的臨界膠束濃度(CMC等等表征界面化學特性的關(guān)鍵性指標。


    自動界面化學測量系統(tǒng)可用于測試接觸角儀以及界面張力值,是基于標準影像分析法原理的界面化學測試系統(tǒng)。


    模塊化的設(shè)計理念,可為客戶提供多達幾萬種不同的組合形式,是您進行界面化學研究并對控制精度有較高要求時的儀器。


    儀器整機由精密光學機械結(jié)構(gòu)、光學成像系統(tǒng)、精密滴定系統(tǒng)以及專業(yè)級的界面化學分析軟件CAST?2.0組成,可用于測試動態(tài)和靜態(tài)接觸角值、固體表面自由能及其分布(色散力、極性力、氫鍵力)、液-氣和液-液界面張力值(pendant drop)、液體界面粘彈指數(shù)(振蕩滴)等。







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