4台LAUDA Scientific LSA100接触角测量仪同时助力注塑行业的质量控制

       近日，北京东方德菲仪器有限公司为国际知名音响制造商美国哈曼国际公司（Harman）与其部件供应商英瑟泰科紧密注塑有限公司、英普亿塑胶电子有限公司，丹东华塑精密科技有限公司等单位先后安装调试了4台德国LAUDA Scientific品牌的LSA100接触角测量仪。哈曼国际公司技术部门经过实验评估，认为接触角测量能够为管控注塑产品和金属件的质量提供准确定量并且快速有效的检测方法，LSA100接触角测量仪用真实可靠的实验数据取代了传统定性的达因液测量方法，能够更加有效的控制质量，降低产品的不合格率。

       由于样品的特殊性，这几套仪器都配置了俯视测量系统，俯视测量系统可对凹陷样品表面进行测试，且不受样品尺寸大小或形貌的限制。

       在培训时，东方德菲公司的工程师全面介绍了LSA100接触角测量仪的功能，并详细的为客户讲解了该仪器的使用方法和操作要领，获得了客户的一致好评，同时也为东方德菲公司的仪器在注塑行业应用积累了宝贵的经验，以便为相关客户提供更加专业的服务。

德国LAUDA Scientific公司生产的视频光学接触角测量仪不仅可以准确可靠地完成接触角、滚动角、表面自由能和表界面张力等常用的测量任务，而且在高速动态、多功能测量方面显示出其独特的优势。

滞留力测量功能是LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪独特的标志性测量功能。此外LAUDA Scientific光学接触角测量仪选配相应的附件测量模块可以完成单一纤维接触角测量，俯视法接触角测量，界面扩张流变测量，全自动临界胶束浓度测量（CMC）等特殊任务。LAUDA Scientific光学接触角测量仪所涉及的详细测量功能如下：

1. 自动测量接触角

软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。选用程序模板操作时软件显示操作向导，可以完成一键测量。对于材料表面特殊形状或结构形成的弯曲基线，可使用手动模式测量。

2. 动态接触角的测量

可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

3. 滞留力和动态接触角同步测量

LAUDA Scientific光学接触角测量仪配置滞留力旋转台时固体材料固定在旋转台之上，在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，受离心力驱动产生横向水平滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到Z大滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一系列照片并记录相对应的旋转速度，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和Z大值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。

利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。

4. 非接触式注射功能

LAUDA Scientific光学接触角测量仪能够利用注射泵推进时产生的脉冲推射液体，使液滴直接落到材料表面上。这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

5. 全自动倾斜台测量滚动角

 全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

6. 测量单一纤维的接触角

单一纤维润湿接触角的测量经常应用在复合材料和特殊功能材料领域。不同于微升级液滴在平面材料上的接触角测量，单一纤维测量需要特殊的理论计算方法和高放大倍数的显微光学镜头等特殊附件。LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

7. 记录并分析粉末或多孔材料对液体的吸收过程

高速视频系统可以完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角变化数值。
8. 俯视法测量接触角

在已知液体表面张力和密度的前提下，LAUDA Scientific视频光学接触角测量仪能够准确控制液滴体积并利用俯视模块从正上方向下对液滴成像，能精确测量三相接触线或液滴Z大直径处周边线的形状尺寸，利用Laplace-Young模型计算得到接触角数值。

俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。俯视法解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。

9. 表面能的计算和粘附功的分析

固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。涉及到一般表面、低能表面、高能表面、等离子体处理表面等实际应用。

 
10. 双液滴接触角测量

在测量固体表面能的时候往往需要至少两种不同的标准液体，LAUDA Scientific接触角测量仪具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率。

11.测量表面张力

LAUDA Scientific接触角测量仪使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。测量方法符合国际标准ISO 19403-3/ISO 19403-4和德国工业标准DIN 55660-3。软件使用优化的Young-Laplace算法全自动计算张力，具有更快的动态计算速度，与高速注射单元联用时能对极短寿命的界面进行动态张力测量。
12. 振荡滴方式测量界面扩张流变

界面扩张流变研究是对表面活性物质界面可溶膜实施规律性的扰动，记录界面张力响应，测量粘弹模量等参数，通过数据处理和理论分析，Z终获得界面膜性质的丰富信息。LAUDA Scientific光学接触角测量仪既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。

13. 全自动临界胶束浓度（CMC）测量

LAUDA Scientific接触角测量仪配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，其中一个注射单元进行不同浓度溶液的配置，另一个注射单元连续形成液滴，测量全过程在程序自动控制下工作，而且避免使用吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。

LAUDA Scientific接触角测量仪以其强大的测量功能，广泛应用于材料科学、界面化学和胶体化学等专业实验室，是科研工作者的有力工具。

光学接触角测量仪LSA MOB-P是LAUDA Scientific公司生产的一款基于俯视法的在线接触角测量设备，它可以独立运行或被整合到已有的在线测量系统中，用于实时测量样品表面的接触角、润湿性、洁净度等，以实现产品质量的在线控制。

在线接触角测量仪LSA MOB-P具有如下特征：

Ø 不受样品尺寸的限制

Ø 不受样品形貌的限制

Ø 可以测量平整的、凹凸的表面

Ø 可以测量测量点周围有视线障碍的表面

Ø 可以准确、可靠地测量低至0度的接触角

Ø 测量时，可与样品表面保持高达25mm的距离

Ø 全自动测量

Ø 测量的结果可以通过TTL信号，或者软件接口形式反馈

Ø 测量速度快，可以在约1-2秒内完成一个测量

在线接触角测量仪LSA MOB-P的测量性能：

Ø 固体表面接触角测量；

Ø 固体表面表面能测量和评估；

Ø 表面洁净度或表面经过处理效果评估；

Ø 样品表面的亲水/疏水性评估；

Ø 凹曲面的接触角或润湿性测量、评估；

Ø 在线全自动测量/质量监视和控制。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪是基于视频光学图像分析测量原理的接触角、表面张力/表面能、润湿性和其它相关表面属性的分析测量仪器，从液体在固体表面的接触角、润湿性的测量，到固体表面自由能的计算分析，再到液体表面/界面张力的准确测定，它具有多样化的测量性能，详细介绍如下：

Ø 接触角自动测量

      软件具有成像清晰度判别功能，测量接触角时能够自动寻找基线、自动拟合轮廓。支持捕获气泡法测量模式。

Ø 动态接触角的测量

      可以选用插针法或倾斜台法测量前进角和后退角，使用专用的Truedrop算法能够更加准确的测量不对称液滴的接触角。

Ø 滞留力和动态接触角同步测量

      滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系，应用于润湿特征分析和液滴流体动力学研究。

Ø 全自动倾斜台测量滚动角

      全自动倾斜台和视频系统由软件控制，自动记录倾斜过程中液滴的形状变化，倾斜角度和位置移动，自动测量滚动角、前进角和后退角等相关参数。

Ø 非接触式注射功能

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具有非接触式注射功能，这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，解决了向超疏水材料表面转移液滴的问题。

Ø 单一纤维的接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪可以在同一台仪器上完成普通平面材料和单一纤维材料的润湿接触角测量。

Ø 两种方法计算粉末或多孔材料的接触角并分析润湿性

      I: Washburn法分析亲水粉末的润湿性并计算接触角；

      II: 高速视频系统完成粉末或多孔材料对液体吸收过程的连续录像，并自动计算全过程的接触角数值。

Ø 俯视法接触角测量

      俯视法接触角测量解决了凹表面接触角和超亲表面极小接触角测量的难题，并在各向异性材料接触角测量和多角度润湿动态行为观察方面具有明显优势。俯视法和传统侧视法联用可以同时对同一液滴进行接触角测量。

Ø 表面能的计算和粘附功的分析

      固体表面自由能测量软件包括了多种表面自由能数值及其组成计算方法，粘附功分析软件可以进一步分析粘附功。

Ø 双液滴接触角测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪具备两种液体同时注射，一键式测量接触角的功能，这明显提高了进行大量固体材料表面能测量实验的工作效率

Ø 表面张力的测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪使用悬滴法对液体的表面张力或界面张力进行测量。

Ø 振荡滴方式测量界面扩张流变

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪既可以做液-液界面的振荡又可以做气-液界面的气泡振荡。振荡频率 0.0005---10Hz，振荡过程中自动进行液滴体积补偿，实时计算并跟踪模量测量结果，支持变频率振荡。

Ø 全自动临界胶束浓度(CMC)测量

      LAUDA Scientific光学接触角测量仪配置两个连续注射单元时可使用表面张力法进行全自动临界胶束浓度的测量，测量过程在程序自动控制下进行，避免了吊片法测量时活性剂分子在铂金片上吸附时产生的影响，是测量临界胶束浓度的理想方法。

       LAUDA Scientific光学接触角测量仪多样化的测量功能，结合其杰出的性价比，为测量和分析各种液/流/固-界面体系提供了一款专业和通用的工具，使得其可以广泛应用于多个应用领域，为材料科学、胶体与界面化学及液滴流体动力学等相关实验室提供了更加专业，更加高效的解决方案。

        临界胶束浓度(CMC)是用于测量和表征表面活性剂的重要参数，必须通过实验来确定。所有测量CMC的方法中，基于表面界面张力测量CMC的方法是常见的一种。传统上，采用DuNoüy环法或Wilhelmy片法来确定表界面张力，但无论是DuNoüy环法或Wilhelmy片法都不适合于测量含有表面活性剂的溶液。Wilhelmy片法遇到的问题是表面活性剂分子会吸附在Wilhelmy板金属(通常是铂金)表面上，这会导致明显的测量误差，甚至可能会影响溶液中表面活性剂的浓度。DuNoüy环法原则上仅适用于单组分（即纯净）液体，当涉及表面活性剂时，通常难以彻底清洁环，此外，也不可能获得特定的动态或平衡状态相对应的表面张力值。

        与传统测量方法形成鲜明对比，德国LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，LSA系列光学接触角测量仪配备CMC扩展模块，可实现CMC全自动测量。与传统的基于力学天平法测量CMC相比，它提供了WM的全新测量方法和全自动测量设备，功能强大，操作简单，可应用于科学研究、产品开发和工业生产。 

        与传统测量方法相比，光学悬滴分析法在准确性、可靠性、方便性和对包含各种表面活性剂的溶液的适用性，以及自动化程度方面，都具有明显的优势:

1) 较高的JD和相对精度：0.1%（JD）或0.01%（相对）；

2) 非常广泛的测量范围：从约10-3到几千mN/m；

3) WM的适用于测量表面和界面张力；

4) 全自动、无需监测即可完成测量；

5) 可暂停、中断，并继续测量；

6) 终点浓度在测量完成后仍可扩展；

7) 适用于各种表面活性剂；

8) 一次测量即可确定静态CMC以及动态CMC。

( 本文内容得到授权所有者的授权许可。) 

        滞留力测量是通过对放置在固体材料表面上的液滴施加水平横向离心力驱动其发生形变和zuizhong发生滑动的测量方法，滞留力测量功能是LAUDA Scientific光学接触角测量仪LSA100/LSA200具有的特色测量功能之一。

        LSA100/LSA200配置滞留力旋转台时，固体材料固定在旋转台之上，在快速旋转状态下置于材料表面上的液滴，受离心力驱动产生横向水平滑动的趋势，迫使液滴形状发生变化。当离心驱动力达到zuida滞留力数值的时候，液滴沿材料表面发生横向水平滑动。在这一动态过程中，仪器利用视频同步触发技术准确的抓拍到液滴形状和位置变化的一系列照片并记录相对应的旋转速度，通过软件自动处理得到滞留力数据以及前进接触角和后退接触角的变化曲线和ZD值。滞留力能够直接反映液体和固体之间界面上的相互作用力。

       滞留力和动态接触角可同步测量，利用滞留力和动态接触角同步测量功能，可以分析滑动过程中滞留力和液滴形状变化等因素之间的相互关系。

滞留力测量功能可完成以下测量：

|| 测量材料表面对液滴的zuida水平滞留力

|| 分析滞留力与液体张力、液滴形状及动态接触角等之间的关系

|| 分析动态润湿过程

滞留力旋转台的技术参数：

|| max离心力（加速度）：40 g

|| 转速范围：0---800 rpm

|| 旋转加速度：1---100 rpm/s

|| 转台直径：160 mm

|| 位置分辨率（可选件）：0.01mm 

       使用光学接触角测量仪测量接触角首先需要将液滴转移到被测样品表面，但是由于某些样品的超疏水特性，液滴总是粘附在注射针头的顶端，很难转移到样品表面。如果过分增大液滴的体积，利用重量把液滴转移下来，则过大的液滴会增加准确测量接触角的难度。有人不得不用手指轻弹注射针抖落液滴，但这不是规范的实验操作。非接触式注射液体是目前解决这个问题的有效办法。

       非接触式注液是指在注射器上安装一个针嘴，LAUDA Scientific光学接触角测量仪LSA100能够利用注射泵推进时产生的脉冲推射液体，使液滴直接落到样品表面上。这种注液方式避免了液滴在注射针头上的粘附，彻底解决了液滴向超疏水材料表面转移的问题。

       非接触式注液打破了传统注射单元只能控制注射速度的局限，将注射速度和注射加速度结合在一起，使得超疏水材料接触角测量的zui大障碍—液滴“包针”问题得以解决。

       近日，东方德菲公司工程师赴山西师范大学功能配合物实验室成功安装调试一台德国LAUDA Scientific GmbH生产的LSA100光学接触角测量仪，姚如心老师主要从事有关膜材料性能研究的科研项目，涉及范围广泛，科研时间较长，水平较高。LSA100配备了非接触式加液单元、滚动角测量和滞留力测量等功能，给科学研究提供了一大助力。

       LSA100光学接触角测量仪配备了滞留力旋转台，实时跟踪液滴在样品上发生形变进而产生滑动的过程，与滚动角旋转台搭配对研究更有帮助。许多样品上滴一滴液滴进行测量，看起来挺疏水的，但在做滚动角时即使在90°时也不发生滚动，说明液滴与样品的粘滞力还是很强的。引进滞留力旋转台不仅能够做亲水材料也能做疏水材料的研究。

       北京东方德菲仪器有限公司已走过近20个年头，一直致力于为科研工作者提供得心应手的科研仪器和高水平的专业售后服务。未来也会不忘初心，为更多的科研工作者提供优质的服务和高水准的仪器设备，愿合作共赢！

近日，我司工程师在旭川化学（苏州）有限公司成功安装调试一台德国LAUDA Scientific公司生产的光学接触角测量仪LSA100。旭川化学主要从事聚氨酯及相关产品的研发和生产，光学接触角测量仪LSA100以高标准、高精度的优势完成粘合剂和聚氨酯材料之间的润湿性的检测。参加培训的工程师都对仪器操作简便、多功能化、精度高表示赞赏。

光学接触角测量仪LSA100是一款性价比较高的产品，它以测量静态接触角、表面张力为基础，可以扩展成一台测量滞留力、滚动角、震荡/扩张液滴测量和俯视法测量不均匀液体的接触角的仪器,还可以完成特殊基线的测量、高速记录吸收材料的吸收过程和实时跟踪显示体积变化等功能。

旭川化学以不断提升自主创新能力，以技术占领市场高地为理念，对技术研发方面严格要求，此次能选择我司产品，是对我司的认可和鼓舞。

北京东方德菲仪器有限公司以诚信为本，客户至上的经营理念，致力于成为客户的信赖的终生战略合作伙伴，持续不断地为客户提供高精度、高质量的、有竞争力的产品和优质的服务，帮助客户在科研的道路上有越走越远。

       接触角测量仪LSA100是一款利用液滴形状分析技术探索表界面现象的通用多功能型视频光学接触角张力测量仪器。

       接触角测量仪LSA100不仅可以准确可靠地完成接触角、滚动角、表面自由能和表界面张力等常用测量，且具有第二代接触角测量仪的标志性功能——滞留力测量功能。此外LSA100灵活的配置可以完成单一纤维接触角的测量、俯视法接触角测量、界面扩张流变测量、全自动临界胶束浓度(CMC)测量等特殊任务。

       接触角测量仪LSA100所具备的测量功能如下：

       Ø 自动测量接触角

       Ø 测量动态接触角

       Ø 同步测量滞留力和动态接触角

       Ø 全自动倾斜台测量滚动角

       Ø 非接触式注射功能

       Ø 测量单一纤维的接触角

       Ø 两种方法计算粉末或多孔材料的接触角并分析润湿性：

       Ø 俯视法测量接触角

       Ø 固体表面自由能和粘附功的计算分析

       Ø 一键式同时测量双液滴的接触角

       Ø 测量表面张力

       Ø 振荡滴方式测量界面扩张流变

       Ø 全自动临界胶束浓度测量

       接触角测量仪LSA100广泛应用于材料科学、界面化学与胶体化学、以及液滴流体动力学等专业实验室，是科研工作者的有力工具。

        纤维在液体基质中的润湿行为在纺织工业和高级纤维增强复合材料的制造中起着重要作用。纤维样品的尺寸可能介于外径5µm（如超细纤维）至数毫米（如金属丝等）之间，由于纤维样品的圆柱形状和微小直径，液滴表面在接近三相接触点时会急剧变化，甚至出现拐点（座滴的轮廓在平面样品上永远不会出现拐点），导致直接在纤维样品上测量接触角通常比在平面上要困难得多。

        单一纤维的接触角，是基于对单丝上单个液滴的直接微观观测，通过液滴的轮廓采用完全不同的计算算法来确定接触角。

        用于描述和计算液滴在单丝（DoF）体系接触角的数学模型，是基于与测量常规座滴接触角相同的Laplace-Young方程（参见下图的公式）。然而，边界条件的选取有很大差别，这导致液滴的轮廓完全不同。如果可以精确测量液滴的长度l 和高度 h，则可以根据系统方程计算接触角，该方程称为ZD液滴长-高法（MLH）。然而，在实际应用中，很难精确测量液滴ZD长度l，特别是对于直径小于15µm的超细纤维，因为很难从视觉上或数学上明确的识别纤维表面的三相接触点。然而，接触角的数值即使对液滴长度l值中的微小误差也相当敏感。

        为了克服这一困难，LAUDA Scientific光学接触角测量仪的SurfaceMeter软件采用了多种计算方法，通过DoF体系的液滴外形来计算接触角。除了ZD液滴长-高法之外，它还提供了广义液滴长-高法（GLH）。GLH法不仅通过(l, h)数值对确定接触角的值，而且还根据许多其它轮廓坐标对确定接触角的值。因此，采用整个液滴轮廓进行计算，而不仅仅是MLH法那样只使用两个，这使得该方法更加可靠和精确。

        直径小于15µm的微纤维上的液滴体积通常小于100pl（皮升），因此，这类测量需要使用特殊的皮升注射单元。此外，还需要适用于微纤维的高倍光学系统和特殊样品台。

        除DoF法外，LAUDA Scientific光学接触角测量仪还提供了另一种光学方法，用于研究直径范围从几微米到几毫米的单丝的润湿行为，这就是所谓的Liquid-Bridge Meniscus (LBM)液桥法。

与DoF法相比，LBM法可以测量大于90度的接触角。LBM法也考虑了重力因素，因此这种方法可用于测量任意尺寸的单丝。此外，由于有足够多的液相，因此液体的蒸发对于LBM法来说根本不是问题，而对于DoF来说则是一个严重的问题。

        借助DoF法和LBM法，LAUDA Scientific为客户提供了目前市场上ZJ的单一纤维测量方法，用于研究从微米级的超细纤维到毫米级的圆棒的润湿性。借助于粉末和多孔样品模块（POM），超细纤维也可以作为纤维束进行研究。

( 本文内容得到授权所有者的授权许可)。 

       德国LAUDA Scientific光学接触角测量仪采用光学悬滴分析法测量临界胶束浓度(CMC)，CMC扩展模块可适配于LSA系列所有光学接触角测量仪，基于全自动悬滴分析（faPDA）方法，可实现CMC全自动测量。 与市场上传统的基于力学天平的方法相比，它提供了全新的测量方法和全自动测量设备，功能强大，操作简单。可应用于科学研究、产品开发和工业生产。

       CMC扩展模块主要由双注射泵，一或两个电磁搅拌器以及软件包组成。

测量可以完全自动进行而无需监测。而且，无论出于何种原因，您都可以中断或暂停测量过程，稍后可以再继续测量。测量完成后，发现最初设置的浓度终点不够高，您可以添加额外步骤以扩展浓度范围！

       通过IFT与浓度的曲线，可以轻松确定CMC值和其他相关参数。

       通过测量IFT与时间和浓度的变化关系，不仅可以确定IFT与浓度[ IFT（c）] 在准平衡态（静态）下的关系以获得相应的静态CMC值，而且还可以测量在任何表面/界面形成时间点的IFT与浓度的相关性，以获得全面的IFT /表面活性剂浓度/界面形成时间[ IFT（c，t）] 的关系，从而得到CMC数值与时间(界面形成时间)的曲线，即动态CMC数值曲线 CMC (t)。后者在诸如高速印刷，发泡等快速动态工业过程中极其重要。

简单总结一下，基于faPDA的CMC模块的一些独特功能：

|| 全自动，无需监测即可完成测量；

|| 可暂停、中断，并继续测量；

|| 终点浓度在测量完成后仍可扩展；

|| 适用于各种表面活性剂；

|| 一次测量即可确定静态CMC以及动态CMC。

技术参数 :

表面/界面张力精度；准确度；测量范围：0.01%； 0.1%；10-3 – 2000 mN/m.

表面活性剂的浓度范围：母液浓度0 –70%

浓度节点数：无限制

测量模式：静态CMC，动态CMC

测量时间长度：从大约30分钟到几个小时（取决于参数设置）