了解接觸角測量儀以及選購時要考慮的因素
接觸角測量儀,主要用于測量固體、液體和氣體三相之間的接觸角。通過測量接觸角,計算、測定液體對固體的附著力,固體表面張力及固體表面能等指標(biāo)。該儀器廣泛用于石油、化工、醫(yī)藥、造紙、染料及各種新材料研究制造領(lǐng)域。應(yīng)用微控技術(shù)將攝入的圖象轉(zhuǎn)入計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行保存、分析、打印,速度快捷,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,操作方便。其測試方式有懸滴法、座滴法(靜滴法)、轉(zhuǎn)落法、插入法等。
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***方與固-液交界線之間的夾角,是潤濕程度的量度。若θ<90°,則固體是親液的,即液體可潤濕固體,其角越小,潤濕性越好;若θ>90°,則固體是憎液的,即液體不潤濕固體,容易在表面上移動,不能進(jìn)入毛細(xì)孔。
接觸角測量儀主要由自動旋轉(zhuǎn)平臺、視頻采集卡、CCD攝像頭、高***變焦鏡頭、自動電控溫系統(tǒng)、自動精確進(jìn)樣、自動影像分析系統(tǒng)、全電動三維平臺等組成。儀器可以記錄液滴圖像并且自動分析液滴的形狀。液滴形狀是液體表面張力、重力和不同液體樣品的密度差和濕度差及環(huán)境介質(zhì)的函數(shù)。在固體表面上,液滴形狀和接觸角也依賴于固體的特性(例如表面自由能和形貌)。使用液滴輪廓擬合方法對獲得的圖像進(jìn)行分析,測定接觸角和表面張力。使用幾種已知表面張力的液體進(jìn)行接觸角測試可以計算得到材料的表面自由能。
需要提醒的是,在接觸角測量時以下幾點需注意:?
1、液滴量在2-5微升之間,大多會受重力影響導(dǎo)致水滴變形,太少液滴無法滴落下來,導(dǎo)致不能接液進(jìn)行測試.;
2、光源明暗度需根據(jù)實際操作情況調(diào)節(jié),太亮?xí)?dǎo)致液滴外輪廓不清晰,太暗則導(dǎo)致液滴變大或才周圍太多黑點,影響測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;?
3、基線位置,原則上是自動找出基線進(jìn)行測試.特殊情況無法識別出基線的,需要操作人員手動找尋基線;
4、任何***臺儀器都不是完美的,只能大限度的保證測試數(shù)據(jù)接觸真實的角度,儀器本身的能力和測量的方法都會影響接觸角數(shù)據(jù),特別是疏水和親水性強(qiáng)的材料測試數(shù)據(jù)。
隨著技術(shù)的發(fā)展,接觸角測量儀產(chǎn)品類型也逐漸多樣化,產(chǎn)品技術(shù)也更加成熟,如何選購接觸角測量儀關(guān)鍵還要看實際的應(yīng)用。選購時建議考慮以下幾個方面:
(***)選購時***定要切實判定自已的應(yīng)用需求
事實上,很多客戶不是非常明白自己的需求,僅僅說測得***個接觸角值就行了。但是,有些生產(chǎn)廠就利用了這個不明確的需求,以非常簡單的接觸角儀推薦給客戶。而事實上,儀器是否測得到相對的值,很值得分析。通常來說,在選購時,***定要與供給商***起討論現(xiàn)在碰到的題目,如研發(fā)中碰到的如起泡,潤濕性差等題目,然后,把分析的材料告訴供給商,讓其推薦。通過這個活動,事實上,也考察出供給商的專業(yè)水平,同時,可以學(xué)到儀器應(yīng)用的***點點知識,更可靠的是,可以大致知道選購這種儀器時,如何結(jié)合自己的需求來選擇。
(二)了解儀器能夠完成哪些分析,不能夠完成哪些分析
每個接觸角測量儀均有不同的功能。我們根據(jù)分析的原理不同,有不同的儀器。而不能僅用接觸角分析或測定這***個詞把所有的接觸角均概括進(jìn)來,如有時,我們就只能選購潤濕天平作為接觸角測量儀,而不是影像分析法儀器。且有的儀器有各種數(shù)據(jù)應(yīng)用,有的沒有,如表面自由能計算等。
(三)要知道接觸角測量的意義
接觸角測量本身有***些因素是無法解釋得非常清楚的。但***定要明白這有何意義,不能給***些不專業(yè)的供給商有欺瞞的機(jī)會。
(四)注意儀器的標(biāo)準(zhǔn)
接觸角測量儀用于測量液體對固體的接觸角,***際上也是有標(biāo)準(zhǔn)的,并不是隨變設(shè)計***臺CCD的圖像采集系統(tǒng)就可以。