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什么是接觸角水滴角以及其特點和測量方法
閱讀：1881 發(fā)布時間：2019-4-24接觸角（contact angle）是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，是潤濕程度的量度。
液體在固體材料表面上的接觸角, 是衡量該液體對材料表面潤濕性能的重要參數(shù)。通過接觸角的測量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。接觸角測量技術(shù)不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且接觸角測量技術(shù)在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、醫(yī)藥材料、芯片產(chǎn)業(yè)、低表面能無毒防污材料、油墨、化妝品、農(nóng)藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用
若θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤濕固體，其角越小，表示潤濕性越好；若θ>90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤濕固體，容易在表面上移動。至于是否液體能
進入毛細(xì)管，這個還與具體液體有關(guān)，并非所有液體在較大夾角下*不進入毛細(xì)管。
潤濕過程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達到平衡時，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式（Young Equation）:
γSV = γSL + γLV×cosθe
由它可以預(yù)測如下幾種潤濕情況：
1）當(dāng)θ=0，*潤濕；
2）當(dāng)θ﹤90°，部分潤濕或潤濕；
3）當(dāng)θ=90°，是潤濕與否的分界線；
4）當(dāng)θ﹥90°，不潤濕；
5）當(dāng)θ=180°，*不潤濕。
毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。
浸潤液體上升，接觸角為銳角；不浸潤液體下降，接觸角為鈍角。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)/（液體密度*重力加速度g*液面半徑R）。
上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/（液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r）。
潤濕性問題與采礦浮選、石油開采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。
接觸角現(xiàn)有測試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用廣泛,測值直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法.
外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過顯微鏡頭與相機獲得液滴的外形圖像, 再運用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計算出來.
計算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過測量特定的參數(shù)如寬/高或通過直接擬合來計算得出接觸角值。Young-Laplace方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來準(zhǔn)確地描述一軸對稱的液滴的外形輪廓，從而計算出其接觸角。
紙張的接觸角測量可參照 Tappi T 558執(zhí)行。
煙用紙張的接觸角可參照我國制煙行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 424-2011“煙用紙表面潤濕性能的測定 接觸角法”執(zhí)行。
接觸角測量方法可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)進行分類。按照直接測量物理量的不同,可分為量角法、測力法、長度法和透過法。按照測量時三相接觸線的移動速率,可分為靜態(tài)接觸角、動態(tài)接觸角(又分前進接觸角和后退接觸角)和低速動態(tài)接觸角。按照測試原理又可分為靜止或固定液滴法 、Wilhemly板法 、捕獲氣泡法、毛細(xì)管上升法和斜板法