接觸角是指液滴在固體表面上形成的角度,通常定義為液-氣界面與固-液界面之間的夾角。該角度的大小反映了固體表面的潤濕性能——接觸角越大,表面越疏水;接觸角越小,則表明表面親水性強。通過測量接觸角,研究人員可以評估材料的表面能、清潔度以及涂層質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)。
標(biāo)準(zhǔn)型接觸角測定儀一般采用靜態(tài)或動態(tài)測量方法。靜態(tài)法主要通過攝像系統(tǒng)捕捉液滴形態(tài),并利用圖像處理軟件計算接觸角;動態(tài)法則包括前進角和后退角測量,用于研究表面的非均勻性和動態(tài)潤濕行為。這些技術(shù)手段使得測定結(jié)果更加準(zhǔn)確。

一、準(zhǔn)備工作:從環(huán)境到樣品
1、確保實驗室環(huán)境適合進行接觸角測量。理想的環(huán)境應(yīng)具有恒定的溫度和濕度水平,因為外界條件的變化可能會影響液滴的行為和固體表面的狀態(tài)。此外,清潔度也是關(guān)鍵的因素。實驗臺面以及儀器本身都應(yīng)保持干凈無塵,避免可能干擾測量過程的雜質(zhì)。
2、選擇合適的樣品同樣重要。樣品表面應(yīng)當(dāng)平整光滑,并且根據(jù)實驗?zāi)康倪M行預(yù)處理(如清洗或涂覆)。對于多孔或不規(guī)則形狀的樣品,可能需要采用特殊的方法來保證測量的準(zhǔn)確性。
二、操作步驟
1、校準(zhǔn)儀器:在開始測量之前,務(wù)必對標(biāo)準(zhǔn)型接觸角測定儀進行校準(zhǔn)。這通常包括調(diào)整相機焦距、設(shè)置光源強度以及確認(rèn)測量平臺的水平度等。校準(zhǔn)不僅能夠提高測量精度,還能延長儀器使用壽命。
2、放置樣品:將準(zhǔn)備好的樣品平穩(wěn)地放置在測量平臺上,并確保其固定不動。對于某些應(yīng)用,可能還需要使用夾具或其他輔助工具來穩(wěn)定樣品位置。
3、滴加液滴:使用微量注射器準(zhǔn)確滴加適量的液滴到樣品表面上。滴液量的選擇需考慮液滴大小與所測接觸角的關(guān)系。一般而言,較小的液滴可以獲得更準(zhǔn)確的測量結(jié)果,但過小可能導(dǎo)致測量誤差增大。
4、拍攝圖像并分析:通過攝像系統(tǒng)捕捉液滴形態(tài)的瞬間。現(xiàn)代型號通常配備有自動識別和計算功能,可直接提供接觸角數(shù)值。不過,手動檢查這些數(shù)據(jù)仍然是必要的,以確保沒有因圖像質(zhì)量問題而導(dǎo)致的誤判。
5、重復(fù)實驗:為了得到可靠的結(jié)果,每個樣品至少需要進行三次獨立的測量,并取平均值作為結(jié)果。這樣可以有效減少偶然誤差的影響。