接触角

2.常用接触角的测量方法
1）外形图像分析方法 外形图像分析法的原理：将液滴滴于固体 样品表面,通过显微镜头与相机获得液滴的 外形图像, 再运用数字图像处理和一些算法 将图像中的液滴的接触角计算出来
2）称重法 通常称为润湿天平或渗透法接触角仪.
3.决定和影响润湿作用和接触角的因素
固体和液体的性质及杂质、添加物的影响， 固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响， 表面污染等。
cos s-g l-s l-g
洗涤、喷洒农药、润滑、油漆、防水布制备、原油开采等
上一内容 下一内容 回主目录
返回
由它可以预测如下几种润湿情况： 1）当θ=0，完全润湿； 2）当θ﹤90°，部分润湿或润湿； 3）当θ=90°，是润湿与否的 分界线； 4）当θ﹥90°，不润湿； 5）当θ=180°，完全不润湿。
关系.
接触角及其相关应用
主讲：谢昌健
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.1 接触角（contact angle）--定义
是指在气、液、固三相交点处所作的气-液 界面的切线穿过液体与固-液交界线之间 的夹角θ，是润湿程度的量度。
1.2 接触角--特点 若θ<90°，则固体是亲液的，即液体可润湿固体，
其角越小， 润湿性越好；
若θ>90°，则固体是憎液的，即液体不润湿固体，
在固体表面上的一液滴，若此液体受到固体表面之作用力甚 强（例如水与一种强亲水的固体的表面），液滴将会完全 地平在固体表面上，而其接触角约为0°。而非强亲水性 之固体，则接触角则会较大，到约90°。在许多高亲水性 的表面上，水滴所表现自0°到30°。
若是固体表面为疏水，则接触角将大于90°。对于高疏水性 的表面，其对水的接触角可高达150°或甚至近180°。 在这种的表面上，水滴仅是停留在其上，而非真正对其表 面浸润，可称之为超疏水，我们可以在适当氟化处理过 （类铁氟龙涂布）的表面观察到，并可称之为莲花效应。 这种新材料的表面之超疏水现象系基于与莲叶表面相同之 原理（叶面有许多小突起）甚至对蜂蜜都有超疏水之现象。 接触角因而也提供了表面与液体间作用力的资讯。
玻璃是一种极性固体，故易为水所润湿。 对于一定的固体表面，在液相中加入表面 活性物质常可改善润湿性质，并且随着液 体和固体表面接触时间的延长，接触角有 逐渐变小趋于定值的趋势，这是由于表面 活性物质在各界面上吸附的结果。
4.应用--接触角测量仪
主要用于测量液体对固体的接触角，即液 体对固体的浸润性，该仪器能测量各种液 体对各种材料的接触角。
该仪器对石油、印染、医药、喷涂、选矿 等行业的科研生产有非常重要的作用。
接触角测试仪可以进行如下测试：
1）平面、曲面和非水平表面上的接触角，重复性误差 小于0.1°
2）通过基底的表面能（固体表面能或液体的表面张力） 去计算极性和酸碱分布、色散度、单极酸和单极碱组 分
3）液/液之间互溶性、液/固之间互溶性 4）Wetting envelop 5）吸收量和蒸发量 6）不同湿度和饱和蒸汽压下接触角和表面能 7）油和油之间或者油和金属之间的除油效率 8）表面活性剂功效 9）通过接触角弛豫特性表征润湿和除湿效率 10）接触角弛豫和润湿/除湿之间的变化关系 11）研究表面能和表面组分变化及表面改性处理的变化
容易在表面上移动，不能进入毛细孔。 润湿过程与体系的 界面张力有关。一滴液体落在 水平固体表面上，当达到平衡时，形成的接触角 与各界面张力之间符合下面的杨氏公式（Young Equation）:
γs,g = γs,l + γg,l×cosθ
接触角(contact angle)与润湿方程
σs-g =σ1-s+σl-gcosθ 杨氏方程
但有时候，接触角也有可能指的并不是液/气接口往液相的夹 角，而是指液/气接口往气相的夹角，此时，上述的解释 角度为其互补角。
润湿（wetting)的热力学定义：
若固体与液体接触后体系（固体和液体） 的自由能G降低，称为润湿。自由能降低的 多少称为润湿度，用WS/L来表示。
润湿可分为三类：
粘附润湿（adhesional wetting） 铺展润湿（spreading wetting） 浸湿（immersional wetting）