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何謂動態接觸角測試技術以及動態接觸角測試儀的選購指南

點擊次數:1821    發布時間:2022-09-26 00:00:00

動態接觸角測試儀通常分為兩類:一類是常規理解的測試隨時間變化的動態接觸角變化;另一類是角度的理解,即由于接觸角測試的對像-固體材料表面存在化學多樣性、異構性以及表面粗糙度,因而,存在接觸角滯后,通過人為改變液體在固體表面的受力(增減液體)或轉動樣品表面形成角度,測試相應的前進、后退角,并進而分析得到相應的本征接觸角值(即修正重力系數、表面張力、表面粗糙度、化學多樣性、異構性)后的真實接觸角值。

 

可見,動態接觸角測試儀從原理來講主要可以用于分析測試固體材料表面接觸角以及對應的應用:

1、隨時間變化動態接觸角測試儀:

(1)簡單的動態接觸角測試應用:測試超親水材料的接觸角動態變化,測試粉末材料、纖維材料等吸水材料的接觸角變化。此時,動態接觸角測試儀的相機建議選購400-500幀/秒相機。

動態水滴角測試儀

 

(2)測試不同親疏水程度樣品表面的液滴彈跳效應(Drop boucing),表征材料的親疏水程度。

 

2、接觸角測試儀用于測試意義上的動態接觸角值。

如下為動態接觸角測試儀的一個典型測試示例。

本視頻中演示了接觸角測量儀軟件CAST3導出滾動角測試中擬合曲線圖像為AVI的過程,通過視頻可以看出,滯后接觸角(CAH)不等于滾動角,因為此時的滾動角為1.2度,而滯后接觸角值為10度左右。視頻中測得的前進角值為156度,后退角值為146度,本征接觸角(或稱平衡接觸角值IECA)為150度。同時,視頻演示了三個軟件同時計算兩張超疏水水滴的接觸角值。第二個軟件對于兩張圖片的擬合角度值均體現為179.9度。ADSA-RealDrop法則的擬合出了計算角度值。

 

注意的是:

(1)接觸角測試儀用于測試動態接觸角值,需要采用的算法為阿莎算法,而非其他商業化的廠家提出的橢圓擬合或改進的橢圓擬合法,切線法,真實液滴法等。這些方法我們通常稱之為量角器法,無論在科學性、測值精度、可靠性方面均存在很大的問題。

(2)測試前進、后退角不是目的,我們的真正目的是用于評估材料的本征接觸角值。因而,動態接觸角測試儀必須具備實時測試本征接觸角變化(前進后退角,并隨時變化的本征接觸角)。相當于有兩個變量,即前進后退接觸角以及隨時間變化的接觸角必須同時測到。

(3)測試動態接觸角,接觸角測試儀應具備高精度水平微米級水平控制樣品臺以及蝸轉蝸桿驅動的光學旋轉臺,建議精度為0.001度。速度不是關鍵,而在于控制精度。

 

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