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什么是動態(tài)接觸角以及測定

來源:蘇州市聯(lián)往檢測設備有限公司   2024年03月29日 21:49  

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,,這種現象被稱為接觸角滯后現象。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)生滾落時所需的最小傾斜角度,,用α表示。我們一般用動態(tài)接觸角測定儀測量,。滾動角與前進角和后退角之間的關系可由Furmidge公式給出:

m·g·sinα=γLGW(cosθR-cosθA)       (1)

(1)式中m為液滴的質量,,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,,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,;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。

若需要動態(tài)接觸角測定儀參數和功能可以咨詢聯(lián)往檢測設備

 

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