技术文章
TECHNICAL ARTICLES
*,在研究纳米材料的表面改性时,往往要涉及润湿接触角这个概念。所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴,固体表面上的固-液-气三相交界点处,其气-液界面和固-液界面两切线把液相夹在其中时所成的角。
仪器介绍
本公司仪器采用工艺制造,仪器采用CMOS数字摄像机,配倍高分辨率变焦式显微镜和高亮度LED背景光源系统,搭配三维样品台,可进行工作台上下、左右、前后等方向移动。实现微量进样及上下、左右精密移动。同时还设计了伸缩杆结构工作台,能适应在不同用户材料厚度加大的场合。仪器框架可以根据式样的大小适量调节,扩大了仪器的使用范围。软件搭配修正功能,测量多次后的结果可以同时保存在同一报告下,能让用户更好的对材料数据进行管控。该仪器设计美观大方、操作简单、符合用户所需。适用于各种行业测定接触角的用户。
接触角的计算方法
对于理想的平面固体表面,当液滴在表面达平衡后。只有一个符合Young方程的接触角。但实际固体表面是非理想的,因而会出现滞后现象,致使接触角的测量往往很难重复。但经过精心制备和处理的表面,有可能得到较重复的数据,特别是高分子的表面。表面的制备和处理的目的是要得到较光滑、干净的理想表面,但具体的工艺因样品而异,这里不作更多的介绍。这里主要介绍一些常用的接触角测定方法,它们都是针对气—液—固体系的接触角而设计的。但其中有些方法,只需略加修改,亦适用于液—液—固体系接触角的测定。测定接触角有多种方法,可根据直接测定物理量分为四类:⑴ 静滴法(角度测量法)、⑵ 高度、长度测量法⑶ 力测法⑷ 透过测量法。前三种适用于连续的平滑固体表面,后一种方法可用于粉末固体表面接触角的测定。
(一)量角法
液滴角度测量法是测量接触角的常用的方法之一,。该方法是将固体表面上的液滴,或将浸入液体中的固体表面上形成的气泡投影到屏幕上,然后直接测量切线与相界面的夹角,直接测量接触角的大小。
如果液体蒸气在固体表面发生吸附,影响固体的表面自由能,则应把样品放入带有观察窗的密封箱中,待体系达平衡后再进行测定。此法的优点是:样品用量少,仪器简单,测量方便。准确度一般在土1o左右。
(二)量高法
如果液滴很小,重力作用引起液滴的变形可以忽略不计,这时的躺滴可认为是球形的一部分,接触角可通过高度的测量按下式计算:
式中h是液滴高度,d是滴底的直径。若液滴体积小于10-4mL,此方法可用。若接触角小于90o,则液滴稍大亦可应用。
(三)仪器测量方法
1.接触角多元化分析方式:全自动拟合法,半自动拟合法,手动水平测量,手动斜面测量;
多元化软件计算方法:圆环拟合法(40度以下);椭圆拟合法(40-120度);Young-Lapalacer拟合法(120度以上);
的表面自由能计算:Fowks法,OWRK法,ZismanPlot法,EOS法(软件中预装部分液体数据库,可扩展);
一键式软件测量操作: 【按空格键】--打开摄像头; 【按1键】--的控制滴液;【按2键】--高精度的进行全自动测量;
不规则产品测量拓展:凹凸面测量,曲面测量,滚动角测量,前进角后退角测量,高温接触角测量;
高速拍照方式:单张/连续/录像;录像任意电影单张导出;录像视频可自动快速测量;
细致化数据库管理:导出Excel表格数据 word图片数据;图片文字显而易见。
仪器精度参数
(一)接触角测量范围:0-1800.
(二)接触角测量精度:±10.
(三)表界面张力测量范围:0-1000mN/m;测量精度:0.01 mN/m。
(四)高精度自动滴液系统:高精密工业微量注液泵;滴液精度:0.01ul;小滴液量:0.08ul。
(五)接触角高精密仪器校准片:接触角圆形角度校准标准片3°、5°、8、60°、90°、120°;椭圆形角度校准标准片115°。