水滴角就是接觸角,是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,是潤濕程度的量度。
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。
水滴角測試技術不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且水滴角測試技術在石油工業、浮選工業、醫藥材料、芯片產業、低表面能無毒防污材料、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。
水滴角測試儀由光源系統、注射器、載物臺圖像采集系統、數據分析系統等組成,接觸角測量結合了高科技測試儀器和無損檢測方法,可以進行準確、客觀和可重復的分析。具體過程即樣品平放在載物臺上,注射器中選擇合適的液體滴入待測樣品,采集液滴落下后的圖像,對圖像進行數據處理。使用時都必須留意以下兩個因素:
平衡時間和恒定體系溫度。由于存在動界面張力效應,平衡時間不足自然就會引起接觸角變化,導致動接觸角現象。不過,對于一般低粘度的液體,達到平衡較快,采用通常的實驗操縱即可得到平衡值。只在液體粘度較大時留意保證足夠的平衡時間。
又由于界面張力隨溫度而變,接觸角理當受溫度變化的影響。對于一般體系,在室溫四周dθ/dT的值為0-0.20°/K。故溫度的影響并不嚴重。1-2K的溫度變化對接觸角的影響??珊雎圆挥?。這些因素在采購儀器和應用的過程中均應受到使用單位的留意,否則接觸角測值產生的各種變化而體現在測試具體數據中的變化,有可能使得你無法理解,也可能無法正確分出儀器的重復性程度。
水滴角測試儀的測試主要注意點包括:
1、水的純度或清潔度一定要有保證。通常而言,建議測試水滴接觸角值時采用二次蒸餾水更好。
2、盡量保證室溫的穩定性。水的表面張力值受溫度影響而有變化。但對于超疏水或超親水表面時,接觸角值事實影響并非很大,約在2度之內。
3、測試水滴角前,一定要作進液系統及水的清潔度的判斷。方法為,測試之前,采用基于ADSA-RealDrop算法的Young-Laplace方程擬合法對水的表面張力值進行測試。ADSA-RealDrop法由于不受針頭直徑的影響,因而是目前zui為理想的測試水的表面張力值的方法。如果測得的表面張力值符合文獻值,即20攝氏度時可以達到72.75mN/m時,則說明測試用探針水和進液系統是干凈的。如果測試值低于70mN/m,則說明體系是不干凈的。如果高于75mN/m,則說明測試方法有問題。
4、對于小于10度接觸角值的體系而言,一定要采用遮光板和UV過濾技術,否則測值精度、自動化程度會大大降低,特別對于LCD、OLED、空調鋁箔等。同時,在測試方法上,盡量采用全自動圓擬合技術。