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測量動態(tài)接觸角的方法有哪些？
發(fā)布時間：2022-07-25 點擊次數(shù)：1740
目前使用接觸角測量儀測量動態(tài)接觸角的方法有傾斜臺法、離心轉臺法和加液/減液法三種。
一種方法是傾斜臺法又稱斜板法。實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用傾斜臺緩慢地傾斜樣品表面，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。傾斜剛開始時液滴不一定發(fā)生移動，但是形狀會開始發(fā)生變化，使得下方的接觸角不斷地增大，而上方的接觸角則不斷地變小，當表面傾斜到一定角度時，液滴開始發(fā)生滾動或滑動，此時液滴下方三相接觸點發(fā)生運動之前對應的接觸角就是大前進角，而液滴上方三相接觸點發(fā)生運動之前對應的接觸角就是小后退角。當液滴整體剛剛開始發(fā)生滾動（滑動）時的表面傾斜角，就叫滾動角（滑動角）。
使用傾斜臺法測量動態(tài)接觸角的特點是不僅能測量到前進角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滾動角。
第二種方法是離心旋轉臺法又稱滯留力天平法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用離心旋轉臺使液滴沿著圓周轉動，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。隨著轉速的不斷增加，液滴整體受到的離心力越來越大，液滴開始發(fā)生形狀變化，并且順著旋轉半徑的方向在材料表面上滑動的趨勢越來越明顯，直到發(fā)生滑動。在形狀變化過程中外側的接觸角不斷地增大，而內側的接觸角則不斷地變小，當轉速達到一個臨界值時，液滴開始發(fā)生整體滑動，此時液滴外側三相接觸點發(fā)生運動之前對應的接觸角就是大前進角，而液滴內側三相接觸點發(fā)生運動前對應的接觸角就是小后退角。根據(jù)液滴體積、轉速和旋轉半徑計算得到的離心力就等于液滴在材料表面上的滯留力。
使用離心轉臺法測量動態(tài)接觸角的特點是不僅能測量到前進角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滯留力。這個方法不僅適用于疏水材料也適用于親水材料。
第三種方法是加液-減液法又稱注液-吸液法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，把注射針插入液滴內部，緩慢的注射液體使液滴體積增大到一定數(shù)值，之后再緩慢的回吸液體使液滴體積減小到一定數(shù)值，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。在液體注射和回吸過程中兩側的接觸角不斷地變化，三線接觸點同時發(fā)生移動。如果液體注射和回吸的速度足夠緩慢，三相接觸點運動接近一個亞平衡狀態(tài)，過程中可以得到大前進角和小后退角。
使用加液-減液法測量動態(tài)接觸角的特點是能測量到前進角和后退角變化的全過程，而且不需要額外的特殊附件，投資較低。缺點是液滴形狀會受到注射針的影響而導致接觸角計算的誤差。
