接觸角的原理和用途
接觸角測試儀
接觸角定義為氣液固相交處氣液界面切線與固液界面的夾角θ。
如果θ<90°,則真正親水,即液體可以潤濕固體,角度越小潤濕性越好;如果θ>90°,則真正疏水,即液體不潤濕固體,表面易移動,無法進入孔隙。
潤濕過程與界面張力有關。當一滴液體落在水平固體表面上時,當它達到平衡時,所產生的接觸角和界面張力符合下列正方程:
γs, g = γs, l + γg, l × cos θ
由此,可以預測以下潤濕條件:
1)當θ=0時,完全濕;
2)當θ小于90°時,部分潮濕或潮濕;
3)當θ=90°時,為潤濕與否的分界線;
4)當θ>°90時,無水分;
5) =180°時,完全不潤濕。
在毛細管現象中,液體上升和下降高度 h。正或負 h 表示上升或下降。
當滲透物上升時接觸角變尖,而當非滲透物下降時接觸角變鈍。
上升高度h=2*表面張力相關系數/(液體有密度*重力加速度g*液體表面半徑R)。
上升高度h=2 表面張力系數是由于接觸角(液體密度重力加速度g毛細管半徑r)。
潤濕性與礦山浮選、采油、紡織印染、農藥加工、照相膠片生產、涂料配方、防水洗滌等密切相關。
主要用途:研究固/液界面性質、固體表面性質、液體對固體的潤濕性以及液體對固體基材的擴散或吸附:
●吸附涂料(如油漆、膠水、硅膠等)。) 在薄膜、金屬、聚合物、木塊等基材上
●液體(如墨水或化學試劑)在紙張上的擴散性和潤濕性
●物理化學表面處理(等離子處理等)
●硅片的清洗控制(半導體行業清洗過的硅片的表面化學)
●礦物材料對聚合物基體的吸附能力