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什么是接觸角水滴角以及其特點和測量方法
發布時間：2019-04-24瀏覽次數：2224返回列表
接觸角（co
液體在固體材料表面上的接觸角, 是衡量該液體對材料表面潤濕性能的重要參數。通過接觸角的測量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。接觸角測量技術不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且接觸角測量技術在石油工業、浮選工業、醫藥材料、芯片產業、低表面能防污材料、油墨、化妝品、農藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處等領域有著重要的應用
若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。至于是否液體能
進入毛細管，這個還與具體液體有關，并非所有液體在較大夾角下完全不進入毛細管。
潤濕過程與體系的界面張力有關。一滴液體落在水平固體表面上，當達到平衡時，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）:
γSV = γSL + γLV×cosθe
由它可以預測如下幾種潤濕情況：
1）當θ=0，完全潤濕；
2）當θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；
3）當θ=90°，是潤濕與否的分界線；
4）當θ﹥90°，不潤濕；
5）當θ=180°，完全不潤濕。
毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。
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/（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*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r）。
潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關系。
接觸角現有測試方法通常有兩種: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.但目前應用zui廣泛,測值zui直接與準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獲得液滴的外形圖像, 再運用數字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.
計算接觸角的方法通常基于一特定的數學模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測量特定的參數如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關系，可用來準確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。
紙張的接觸角測量可參照 Tappi T 558執行。
煙用紙張的接觸角可參照我國制煙行業的行業標準YC/T 424-2011“煙用紙表面潤濕性能的測定 接觸角法”執行。
接觸角測量方法可以按不同的標準進行分類。按照直接測量物理量的不同,可分為量角法、測力法、長度法和透過法。按照測量時三相接觸線的移動速率,可分為靜態接觸角、動態接觸角(又分前進接觸角和后退接觸角)和低速動態接觸角。按照測試原理又可分為靜止或固定液滴法 、Wilhemly板法 、捕獲氣泡法、毛細管上升法和斜板法
