與接觸角測(cè)定儀相配套的設(shè)備還有用于測(cè)試液體表界面張力的表界面張力儀,有些客戶只需要測(cè)試接觸角,那么就不需要表面張力儀,有些客戶需要求表面能,那么就必須要知道表面張力的具體數(shù)值。
那么可能有人要問了,為什么不買可以測(cè)試表面張力的接觸角測(cè)定儀呢,原因有兩個(gè)。
第一,這種接觸角測(cè)定儀的價(jià)格昂貴,即使是買國(guó)產(chǎn)品牌,其價(jià)格也要超過分體接觸角測(cè)定儀加上分體表面張力儀價(jià)格總和的2倍以上。
第二,操作便利針對(duì)性較強(qiáng),購(gòu)買單一測(cè)試接觸角的儀器,構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,操作也隨之簡(jiǎn)單,因?yàn)椴挥糜线^多的復(fù)雜功能,只需要測(cè)試接觸角即可,表面張力儀也是同理,操作簡(jiǎn)單使用方便,針對(duì)性強(qiáng)。
最終總結(jié),如果您的預(yù)算夠用,那么您可以選擇高級(jí)一些的接觸角測(cè)定儀,反之則可以考慮購(gòu)買分體接觸角和表面張力儀,準(zhǔn)確度都是一樣的,主要看您的具體情況而定。
原理概述
所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴,固體表面上的固-液-氣三相交界點(diǎn)處,其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所成的角。
接觸角測(cè)量?jī)x,主要用于測(cè)量液體對(duì)固體的接觸角,即液體對(duì)固體的浸潤(rùn)性,該儀器能測(cè)量各種液體對(duì)各種材料的接觸角。該儀器對(duì)石油、印染、醫(yī)藥、噴涂、選礦等行業(yè)的科研生產(chǎn)有非常重要的作用。
當(dāng)液滴自由地處于不受力場(chǎng)影響的空間時(shí),由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是,當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí),其最終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí),液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開來,或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在。
接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,接觸角測(cè)量是現(xiàn)今表面性能檢測(cè)的主要方法。
科研級(jí)接觸角測(cè)量?jī)x是采用光學(xué)成像的原理,通過圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表界面張力、表面能、滾動(dòng)(滑落角)、前進(jìn)后退角及滯后性等性能;
設(shè)備采用全自動(dòng)進(jìn)液裝置及自動(dòng)整體傾斜裝置,功能全面、性價(jià)比高、可滿足各種常規(guī)測(cè)量需求,目前已經(jīng)廣泛使用在眾多高校院所及企業(yè)。
應(yīng)用
接觸角測(cè)量?jī)x廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域,在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、醫(yī)療生物等領(lǐng)域,接觸角測(cè)量已經(jīng)成為了一項(xiàng)評(píng)估表面性能的重要儀器。
(部分測(cè)試功能需要選購(gòu)專門附件完成)
1.液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤(rùn)濕行為,座滴法測(cè)量靜態(tài)接觸角;
2.材料在固體表面的前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后、滾動(dòng)角、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量;
3.吸收材料的連續(xù)實(shí)時(shí)研究及過程記錄,接觸角隨時(shí)間變化曲線分析;
4.各種特殊材料的接觸角測(cè)量,如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品;
5.附著滴法測(cè)試材料浸沒在液體中的接觸角測(cè)試;
6.懸滴法測(cè)量各種液體表界面張力及其極性、色散分量;
7.計(jì)算固體表面自由能(Surfacefreeenergy),及其極性色散分量分析;
8.分析液體在固體表面的粘附功(Adhersion),評(píng)估固體表面均勻性、清潔度等。
儀器原理:
接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、樣品臺(tái)、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成,設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。
光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì),發(fā)光均勻,圖像清洗,壽命長(zhǎng);
注射單元采用高精度注射泵進(jìn)液,由軟件定量定速控制,滴液穩(wěn)定,精度高達(dá)0.01微升;
樣品臺(tái)采用三維手動(dòng)精調(diào)平臺(tái),操作靈活,定位準(zhǔn)確,樣品臺(tái)可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制;
采集系統(tǒng)采用黑白進(jìn)口CCD相機(jī),拍攝穩(wěn)定,圖像清晰,真實(shí)可靠,鏡頭采用德國(guó)工業(yè)級(jí)進(jìn)口配置,0.7-4.5倍放大可調(diào),成像無(wú)畸形失真;
分析軟件功能強(qiáng)大,具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力,具備自動(dòng)擬合方法,滿足各種液滴形態(tài)的精確擬合。
4.接觸角測(cè)定儀的實(shí)施
接觸角測(cè)定儀其原理是固體板插入液體時(shí),只有板面與液體的夾角恰好為接觸角時(shí)液面才直平伸至三相交界處,不出現(xiàn)彎曲。
否則,液面將出現(xiàn)如圖A或C所示的彎曲現(xiàn)象。因此,改變板的插入角度直至液面三相交界處附近無(wú)彎曲,這時(shí),板面與液面的夾角即為接觸角。
斜板法避免了作切線的困難,提高了測(cè)量的精度,但突出的缺點(diǎn)是液體用量較多。這在許多情況下妨礙了它的應(yīng)用,且,他只能測(cè)試接觸角小于90°的樣品。這就是這種原理的接觸角測(cè)定儀。
接觸角測(cè)定儀實(shí)施時(shí)應(yīng)注意以下兩個(gè)問題:
平衡時(shí)間和體系溫度的恒定,當(dāng)體系未達(dá)平衡時(shí),接觸角會(huì)變化,這時(shí)的接觸角稱為動(dòng)態(tài)接觸角,動(dòng)態(tài)接觸角研究對(duì)于一些粘度較大的液體在固體平面上的流動(dòng)或鋪展有重要意義(因粘度大,平衡時(shí)間長(zhǎng))。
同時(shí),對(duì)于溫度變化較大的體系,由于表面張力的變化,接觸角也會(huì)變化;
因此,若一已基平達(dá)平衡的體系,接觸角的變化,可能與溫度變化有關(guān),簡(jiǎn)單判斷影響因素的方法是,平衡時(shí)間的影響一般是單方向的,而溫度的波動(dòng)可能造成γ的升高或降低。
除平衡時(shí)間和溫度外,影響接觸角穩(wěn)定的因素還有接觸角滯后和吸附作用。
光學(xué)接觸角測(cè)量?jī)x由貝拓科學(xué)自主研發(fā)設(shè)計(jì)生產(chǎn),配置先進(jìn)的高分辨高速工業(yè)相機(jī)搭配LED冷光源,獲得高清圖像并通過全新優(yōu)化的軟件進(jìn)行計(jì)算擬合獲得準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)。
儀器機(jī)構(gòu)結(jié)合了人體工程學(xué),提供人性化的自動(dòng)化進(jìn)樣調(diào)節(jié)、樣品臺(tái)調(diào)節(jié)、光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)等,使測(cè)試變得精確而快速高效。