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何谓动态接触角测试技术以及动态接触角测试仪的选购指南

动态接触角测试仪通常分为两类:一类是常规理解的测试随时间变化的动态接触角变化;另一类是专业角度的理解,即由于接触角测试的对像-固体材料表面存在化学多样性、异构性以及表面粗糙度,因而,存在接触角滞后,通过人为改变液体在固体表面的受力(增减液体)或转动样品表面形成角度,测试相应的前进、后退角,并进而分析得到相应的本征接触角值(即修正重力系数、表面张力、表面粗糙度、化学多样性、异构性)后的真实接触角值。

 

可见,动态接触角测试仪从原理来讲主要可以用于分析测试固体材料表面接触角以及对应的应用:

1、随时间变化动态接触角测试仪:

(1)最简单的动态接触角测试应用:测试超亲水材料的接触角动态变化,测试粉末材料、纤维材料等吸水材料的接触角变化。此时,动态接触角测试仪的相机建议选购400-500帧/秒相机。

动态水滴角测试仪

 

(2)测试不同亲疏水程度样品表面的液滴弹跳效应(Drop boucing),表征材料的亲疏水程度。

 

2、接触角测试仪用于测试专业意义上的动态接触角值。

如下为动态接触角测试仪的一个典型测试示例。

本视频中演示了接触角测量仪软件CAST3导出滚动角测试中拟合曲线图像为AVI的过程,通过视频可以看出,滞后接触角(CAH)不等于滚动角,因为此时的滚动角为1.2度,而滞后接触角值为10度左右。视频中测得的前进角值为156度,后退角值为146度,本征接触角(或称平衡接触角值IECA)为150度。同时,视频演示了三个软件同时计算两张超疏水水滴的接触角值。第二个软件对于两张图片的拟合角度值均体现为179.9度。ADSA-RealDrop法则准确的拟合出了计算角度值。

 

注意的是:

(1)接触角测试仪用于测试动态接触角值,需要采用的算法为阿莎算法,而非其他商业化的厂家提出的椭圆拟合或改进的椭圆拟合法,切线法,真实液滴法等。这些方法我们通常称之为量角器法,无论在科学性、测值精度、可靠性方面均存在很大的问题。

(2)测试前进、后退角不是目的,我们的真正目的是用于评估材料的本征接触角值。因而,动态接触角测试仪必须具备实时测试本征接触角变化(前进后退角,并随时变化的本征接触角)。相当于有两个变量,即前进后退接触角以及随时间变化的接触角必须同时测到。

(3)测试动态接触角,接触角测试仪应具备高精度水平微米级水平控制样品台以及蜗转蜗杆驱动的光学旋转台,建议精度为0.001度。速度不是关键,而在于控制精度。

 

   
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(也称接触角测试仪、接触角测定仪以及接触角仪或水滴角测试仪、水滴角测量仪)、表面张力仪以及界面张力仪,
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