技术特点
【技术特点】-- 高温表面水滴角测定仪
一. 前言
众所周知,纳米材料科学与工程已经成为世界性的研究热点,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。
二. 仪器介绍
本公司仪器采用现代化工艺制造,仪器采用先进的专用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。
一. 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最常用的方法之一,如图3(a,b)所示。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,如图4所示。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;
2.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);
3.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);
4.一键式软件测量操作: 【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;
5.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;
6.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;
7.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。
二. 接触角测量方法
1.座滴法(sessile drop);
2.悬滴法(pendant drop);
3.薄膜法(lamella method);
4.掳泡法(Captive bubble method);
5.包覆纤维法(wetted fiber);
6.纤维座滴法(sessle fiber drop);
7.附着滴法(captive bubble);
三. 表面张力的测定
利用悬滴法研究表(界)面张力的想法在19世纪末就提出来了,但一个有实用价值的研究是1937年Andreas等的工作,他们比较了用过的五种方法的优劣,提出用选面法确定悬滴外形参数的方法。Andreas令:
式中dc是悬滴外形的直径,ds是与悬滴底部顶点的垂直距离等于dc处的直径,如图6所示,β和b分别是Bashforth-Adams方程中的形状因子和大小因子。
【技术特点对用户带来的好处】-- 高温表面水滴角测定仪
【典型应用举例】-- 高温表面水滴角测定仪
表面张力仪(界面张力仪)
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