? 接觸角可以分為靜態和動態角度。當液滴站在表面上并且三相邊界不移動時,測量靜態接觸角。靜態接觸角用于質量控制和研究和產品開發。接觸角測量用于從印刷到油回收和涂層到植入物的領域。當三相邊界移動時,可以測量動態接觸角,并將其稱為前進角和后退角。
? 接觸角滯后?是前進和后退接觸角之間的差異。接觸角?滯后?產生于化學和地形?的表面的不均勻性,溶液中的雜質吸收的表面上,或通過溶劑溶脹,重排或表面的改變1 2。前進和后退接觸角給出了靜態接觸角在表面上具有的最大值和最小值。
??如何測量動態,靜態的接觸角:
? 接觸角測量儀可用于測量各種接觸角。下面描述了兩種技術,并針對特定應用選擇了兩種技術。靜態和?動態接觸角?都可以通過使用來測量;。在實踐中,將液滴放置在固體表面上,并記錄液滴的圖像。然后通過在液滴周圍擬合Young-Laplace方程來定義靜態接觸角,盡管也可以使用其他擬合方法,如圓和手動擬合式。以通過使用兩種不同的方法來測量動態接觸角;?改變液滴的體積或使用傾斜搖籃。下圖顯示了體積變化方法的原理。簡而言之,首先形成小液滴并放置在表面上。然后使針靠近表面,并且同時記錄時液滴的體積逐漸增加。這將給出前進的接觸角。后退角度以相同的方式測量,但此時,液滴的體積逐漸減小。將液滴放置在基板上,然后逐漸傾斜。在液滴開始移動之前,在液滴的前面測量前進角度。在相同的時間點,在液滴的背面測量后退接觸角。
? 使用接觸角測量儀SDC-200進行動態接觸角測量的示意圖。優點:當在不均勻且規則尺寸和形狀的樣品上測量液固相互作用和/或固體性質(如表面自由能)時,張力測定法是最佳選擇。主要優點如下:
?1、小液體需求量(只有一些微升)
?2、固體基質可以是不對稱的(例如隱形眼鏡)
?3、樣品兩側不需要相似(涂層和表面改性表征)
?4、表面上的接觸角映射使得能夠進行?異質性和?清潔度表征
?5、可以使用校準片進行粗糙度校正
? 動態接觸角可以通過使用張力計來測量,接觸角測量儀當固體樣品與測試液體接觸時影響平衡的質量。接觸角可然后通過使用當液體(表面張力下面的等式來計算γ升)和樣品(P)的周界是已知的。
? 在下面的視頻中,提供了一個完整的接觸角測量周期。可以看出,測量的接觸角始終是動態接觸角,因為樣品相對于液體移動。當樣品浸入液體時,記錄推進的接觸角,并且當樣品出現時,測量后退接觸角。
?動態接觸角測量:
? 假設如果與液滴沉積后的某個時間點的差異相比,液滴靜止在固體表面上并快速達到平衡,前一段的接觸角數據是非常有用的。但是,這僅適用于數據沒有太大變化。例如,假設在液體和固體界面是動態的情況下,諸如涂覆或清洗的各種狀態,則不能獲得足夠的數據。這種情況模擬(隨著前進的接觸角和后退接觸角)動態的情況,其中液滴界面移動并且已經增加。使用個人計算機進行此分析已成為常見的做法,因此您可以輕松地捕獲每秒數十幀以測量液滴(接觸角)隨時間變化的變化。
? 下面描述測量動態接觸角的方法。
? 連續進行前段的接觸角測量,觀察隨時間的變化。
? 雖然在動態和靜態之間沒有精確的定義,但我們將其視為一種類型的動態接觸角,時間間隔為1秒或更短。
? 這也可以用于跟蹤吸收和其他揮發性情況。
? 通過使與液體表面接觸的液滴膨脹并且增加和減小液滴的尺寸,當前進和后退(前進接觸角和后退接觸角)時測量接觸角。? ?
? 通過擴展/收縮方法,還存在固體表面的不均勻性大的缺點,例如界面處的粘滑性,其通常導致不太平滑曲線的數據。因此,重要的是進行重復測量以完全掌握這些運動。
? 傾斜固體表面,以便在滑動時測量表面上的液滴。