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晟鼎静态接触角如何测量,接触角仪测量表面自由能,粘附力和粗糙度
发布时间:2019-02-14   点击次数:1172次

什么是动态接触角?

接触角由液体,固体和汽体之间的三相边界相交定义,并且通常由杨氏方程描述:

杨氏方程式仅适用于具有光滑,惰性,均匀和无孔表面的理想固体。然而, 表面粗糙度 和化学 异质性通常存在于实际表面上,因此,接触角的准确确定是具有挑战性的,因为表面凹凸可能会导致接触角滞后。静态接触角通常被定义为各个接触角测量的平均值。然而,由于真实表面的不规则性,这可能会导致很大的误差。动态接触角是可能的接触角范围的极值,并且当三相边界运动时它们发生。动态接触角提供有关表面形貌和均匀性的信息。

如何测量静态,动态接触角?

动态接触角可以SDC-200s测量。可用于定义动态接触角。将固体表面连接到平衡钩上并浸入测试液体中以计算前进的接触角。然后将固体从测试液体提起,并且可以计算后退角度。

有两种测量动态接触角的方法,圆法和椭圆法。动态接触角可以通过使用分配器扩大(前进接触角)和减小(后退接触角)液滴尺寸或通过倾斜样品台来测量,使得样品和位于其顶部的液滴倾斜。

倾斜支架也可用于测量表面的滚降角度。滚降角是指液滴从表面滚下的固体表面的倾斜角度。滚降角度主要用于表征超疏水表面。

各种材料是研究流体行为的科学领域(液体和气体)接触角行为。流体显着不同在微型设备中由于表面与体积的增加比。因素如表面张力和流体阻力开始统治制度。接触角的主要应用领域是在制药和生物研究以及诊断方面,尽管应用也可以在能源和电子领域找到部门。接触角是一个快速发展的领域正处于研究实验室进入的阶段商业产品。相比标准尺寸的气相色谱,这些芯片较小尺寸并且需要较低的液体体积,导致更少的浪费,更低的试剂成本和更少的诊断所需的样品。更快的分析和响应时间也可以实现扩散距离和快速加热和冷却。几个不同功能,如样品预处理,分离和检测可以集成在同一个芯片上。由于表面与体积的比例高,表面起着关键的作用本质上是疏水性的底物。接触角度利用测量来研究有效性和稳定性的测试。接触角测量也是用作质量控制工具,例如评价质量微流控芯片上的功能涂层。

案例研究

实现了不同的静态接触角通过等离子体处理和表面涂层。呈现结果可以得出结论,支柱具有显着的效果在填充时间较高的接触角值。然而当静态接触角低时,效果不明显。一些金属(例如铝或镁)涂覆有钝化氧化物层并且在粘合剂接触之前需要激活处理。作为假体材料的钛也经过预处理,以提高生物相容性,这是由于生物材料(例如胶原)的增加的粘附力。各种处理方法影响表面自由能或粗糙度的增加,由此润湿性和粘附性都得到改善。

我们的测量仪器可以根据与多种液体的接触角来测量表面自由能。这样做时,表面自由能的极性和色散部分都被确定。结合测量涂层物质的表面张力,这可以确定粘附力的工作作为粘附的量度。通过分别测量相邻相,可以使涂层物质的组成与预处理过程匹配。

当润湿过程中的接触角(前进角)与脱湿时的接触角(后退角)比较时,可以看到粗糙度对润湿性的影响。

如果要回答静态接触角和动态接触角的区别问题,可以从概念上去进行分析。静态接触角:当液体在固体表面达到平衡时,气液的界线与液固的界线之间的夹角称为接触角,此时为静态接触角;而动态接触角,有多种状态定义:其一,对于让处于非平衡状态的液滴在固体表面上自由铺展,动态接触角又分为前进角和后退角,这里可以适当附上前进后退角的概念,测试前进后退角是针对于疏水材料,亲水材料测试无意义。其二,液体在固体表面接触角随时间变化而变化的过程,也是动态接触角。以上可以看出,静态和动态接触角区别分别是在液滴平衡和非平衡状态下去做的实验测试。

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