接觸角的量測和固體表面自由能的計算
測試前應確定試樣制備要求、液滴類型和體積、滴液系統末端距離待測試樣表面的距離、接觸時間、測試位置和次數等試驗參數。通用的試驗方法如下:
1) 按照要求裁取測試樣并進行試樣調節和平衡,在此過程中,應避免測試區域被觸摸。
2) 將待測試樣平整固定在樣品夾持裝置上,放在樣品臺的合適位置。調節光源、攝像頭以及樣品臺,使待測試樣位于圖像的中心位置且成像清晰。
3) 確保滴液系統內無氣泡,調整針頭或樣品臺位置,使針頭距離待測試樣表面約2.0mm(參考值)。
4) 滴出一滴2μL(參考值)體積的液滴,當液滴與待測表面完全接觸(同時注射針頭脫離液滴)時開始計時,接觸時間不超過10s(參考值)。
5) 重復上述步驟,對指定試驗位置進行要求的測試次數(測試點之間不能互相干擾),記錄試驗圖像并選用適合的方法來進行接觸角計算。測試結果以測量的平均值表示,精確至0.1°
接觸角計算方法選擇:
a)橢圓法——靜態接觸角的測量;
b)切線法——靜態及動態接觸角的測量;
c) 高寬法——靜態接觸角的測量;
d) 圓形擬合法——接觸角<30°的靜態接觸角的測量;
e) 楊氏方程擬合法——靜態接觸角及懸垂液滴表面能(接觸角>30°)的測量。
接觸角法被認為是所有固體表面能測定方法中最直接、最有效的方法。固體表面自由能可通過科學模型,利用接觸角數據直接軟件分析計算得到。
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