固体材料接触角测试仪

亲水角接触角测量仪用于测量液体对固体的浸润性，通过测量液体对固体的接触角、计算、测定液体的自由能即液体对固体的附着力，张力等指标，该仪器可广泛应用于石油、化工、医药、造纸、染料等领域，作科学研究及教学用，我厂生产的接触角测定仪系列产品，自主研发，根据用户的不同需要提供不同型号仪器。

接触角测量仪具体应用领域举例:

1）、金属焊接过程中，检测焊剂对金属的附着力；

2）、印刷行业油墨、金属、纸张之间的附着力；

3）、粘贴剂与固体间的粘接程度研究；

4）、航天工业空中雨雾对飞机基体的润湿程度检测；

5）、军事科学中弹片在空气中与雨雾接触角的测定；

6）、石油开采过程中，注入添加剂与原油中固体前进角，后退角的测定；

7）、纳米材料与不同活性剂间湿润性的测定、研究；

8）、铝箔亲水角的测定；

9）、凸凹眼镜片亲水性、疏水性测定

10）、包装用品污染程度测定等等

主要技术指标：

1）、.滴定方式：静滴法

2）、测量方法：量角法，量高法，切线法等

3）、载物平台系统

载物台尺寸：100×130mm2

4）、光学系统

①物镜变倍范围：0.7--4.5X

③总放大倍数：12.6~81X（以17寸显示器，0.5 X适配目镜为例）

④图像放大方式：连续变焦

5）、 光源

①LED冷光源，白色

②工作电源：DC3.1V，200mA

6）、 微量进样器：0~100μl,每格2μl 或 0~50μl,每格1μl

7）、摄像头

①COMS传感器

②有效像素：1280×1024或自选

③帧率：30fps

8)、电源：DC5v功耗：5w

9）、角度测量精度：0.1°

10）、图像采集方式：照相：单幅，多幅**10幅）；录像。在播放器中支持单帧、连续帧的采集。

11）、电脑配置

WinXP以上计算机操作系统

显示器：17吋

12）、输入电源：AC220V，

13）、仪器外形尺寸：640×200×480mm

接触角可以分为静态和动态角度。当液滴站在表面上并且三相边界不移动时，测量静态接触角。静态接触角用于质量控制和研究和产品开发。接触角测量用于从印刷到油回收和涂层到植入物的领域。当三相边界移动时，可以测量动态接触角，并将其称为前进角和后退角。

  接触角滞后 是前进和后退接触角之间的差异。接触角 滞后 产生于化学和地形 的表面的不均匀性，溶液中的杂质吸收的表面上，或通过溶剂溶胀，重排或表面的改变1 2。前进和后退接触角给出了静态接触角在表面上具有的zui大值和zui小值。

? 如何测量动态，静态的接触角：

  接触角测量仪可用于测量各种接触角。下面描述了两种技术，并针对特定应用选择了两种技术。静态和 动态接触角 都可以通过使用来测量;。在实践中，将液滴放置在固体表面上，并记录液滴的图像。然后通过在液滴周围拟合Young-Laplace方程来定义静态接触角，尽管也可以使用其他拟合方法，如圆和手动拟合式。以通过使用两种不同的方法来测量动态接触角; 改变液滴的体积或使用倾斜摇篮。下图显示了体积变化方法的原理。简而言之，首先形成小液滴并放置在表面上。然后使针靠近表面，并且同时记录时液滴的体积逐渐增加。这将给出前进的接触角。后退角度以相同的方式测量，但此时，液滴的体积逐渐减小。将液滴放置在基板上，然后逐渐倾斜。在液滴开始移动之前，在液滴的前面测量前进角度。在相同的时间点，在液滴的背面测量后退接触角。

  使用进行动态接触角测量的示意图。优点：当在不均匀且规则尺寸和形状的样品上测量液固相互作用和/或固体性质（如表面自由能）时，张力测定法是zui佳选择。主要优点如下：

 1、小液体需求量（只有一些微升）

 2、固体基质可以是不对称的（例如隐形眼镜）

 3、样品两侧不需要相似（涂层和表面改性表征）

 4、表面上的接触角映射使得能够进行 异质性和 清洁度表征

 5、可以使用校准片进行粗糙度校正

  动态接触角可以通过使用张力计来测量，接触角测量仪当固体样品与测试液体接触时影响平衡的质量。接触角可然后通过使用当液体（表面张力下面的等式来计算γ升）和样品（P）的周界是已知的。

  在下面的视频中，提供了一个完整的接触角测量周期。可以看出，测量的接触角始终是动态接触角，因为样品相对于液体移动。当样品浸入液体时，记录推进的接触角，并且当样品出现时，测量后退接触角。

 动态接触角测量：

  假设如果与液滴沉积后的某个时间点的差异相比，液滴静止在固体表面上并快速达到平衡，前一段的接触角数据是非常有用的。但是，这仅适用于数据没有太大变化。例如，假设在液体和固体界面是动态的情况下，诸如涂覆或清洗的各种状态，则不能获得足够的数据。这种情况模拟（随着前进的接触角和后退接触角）动态的情况，其中液滴界面移动并且已经增加。使用个人计算机进行此分析已成为常见的做法，因此您可以轻松地捕获每秒数十帧以测量液滴（接触角）随时间变化的变化。

  下面描述测量动态接触角的方法。

  连续进行前段的接触角测量，观察随时间的变化。
  虽然在动态和静态之间没有的定义，但我们将其视为一种类型的动态接触角，时间间隔为1秒或更短。
  这也可以用于跟踪吸收和其他挥发性情况。

  通过使与液体表面接触的液滴膨胀并且增加和减小液滴的尺寸，当前进和后退（前进接触角和后退接触角）时测量接触角。   

  通过扩展/收缩方法，还存在固体表面的不均匀性大的缺点，例如界面处的粘滑性，其通常导致不太平滑曲线的数据。因此，重要的是进行重复测量以完全掌握这些运动。

  倾斜固体表面，以便在滑动时测量表面上的液滴。