接触角的测定
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• 輸入樣品編號後，按”OK”。 • 依照顯示螢幕指示，順時針旋轉液滴分配器之 微米頭以推出液體，使擠出液滴約在4-5格處(由 螢幕上方開始數)。(見下圖)。
實驗流程
• 調整”樣品台高度調整鈕”，使樣品台上升以 固體樣品承接擠出的液滴並在固體表面上形成 液滴。(見下圖)
源自文库
實驗流程
• 下降樣品台使液滴呈現在螢幕中心附近，在一
是最簡單最便宜之工具去追蹤表面清潔度與表面 處理，特別是電子製造工業上。
儀器原理
• 表面接觸角儀是測液面在固體表面附著程度的表 現，如圖一所示，
圖一
γSV ：固體-氣體表面張力 γSL ：固體-液體表面張力 γLV ：液體與氣體之表面張力
儀器原理
•一粒液體停留在固體表面上時，固體-氣體表面張 力為γSV，液體與氣體之表面張力為γLV ，固體 液體表面張力為γSL ，接觸角是固體面與液滴表 面之切線，它的大小量值可以用楊氏公式表示 之︰
儀器設備簡介
座滴法(Sessile Drop)或貼泡法(Captive Bubble)
• 座滴法是測量接觸角的光學方法。 • 此法用來估計固體表面某一局部區域的潤濕性。 • 可直接測量介於液滴基線和液/固/氣-三相接觸點 處的液/固-界面切線間的角度（接觸角）。 • 除ㄧ般的平面固體表面外，也適合測量彎曲固體 表面上的接觸角，且對表面不均勻或不 一致的樣 品也適用。
實驗目的
•藉由接觸角儀測量不同濃度之各種界面活 性劑於不同底材上的接觸角以了解各類界 面活性劑在不同底材之吸附行為。
實驗器材及藥品
• CA-XP150型接觸角儀。
• 界面活性劑︰Sodium Dodecyl Sulfate (SDS，陰離 子性)。
• 固體樣品(底材)︰玻璃、壓克力板、Teflon、不銹 剛板。
實驗數據
• 以不同固體樣品上的接觸角對 C作圖。
•
將所得接觸角圖形與表面張力作對照比較。
實驗影片
Reference
• Principles of Instrumental Analysis, 5th, SKOOG • http://sindatek.com/MD_CA_tw.html
• 按”Next Sample”，更換固體樣品，重複步驟9-19。 • 利用重複吸放下個待測液體，清洗針筒。然後，再 依步驟 1-19 依次測量不同濃度之 SDC 溶液在不同固 體樣品上的接觸角。 • 實 驗 結 束 時 ， 則 先 按 ” OK” ， 按 ” END” ， 再 按”OK”，再關掉電源。 • 以重複吸放水的方式，清洗針筒。
• •
將液滴分配器之微米頭(microhead)退至刻度約為 14-15格處。 將針筒垂直裝入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣 跑入，再蓋上調節體並將之裝入固定座中。
實驗流程
• 在顯示螢幕上選擇”sessile drop method”，顯示 出具有刻度之測量螢幕，垂直刻度係作為控制 調節液滴體積的參考 • 依照顯示螢幕指示，將固體樣品置於樣品台上。 ( 注意：勿用手接觸針筒活塞主體，以免改變接 觸角)
實驗流程
• 利用”樣品台高度調整鈕”，調整樣品台的位 置並利用”焦距調整鈕”，調整焦距，使固體 樣品清晰出現在顯示螢幕上。(見下圖)。
實驗流程
• 分別利用兩個”針筒位置調整鈕”，調整分配 器之水平及垂直位置，使針頭位於顯示螢幕之 水平中心點及第2格處(由螢幕上方開始數)，固 定針頭。(見下圖)
實驗流程
座滴法(Sessile Drop)
液體滴出孔
不同材質基底
儀器設備簡介
• 液體樣品須靠針筒來控制滴出含量
儀器設備簡介
• 為了保持液體滴出量ㄧ致，將針筒垂直裝 入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣跑入， 再蓋上調節體。
儀器設備簡介
調節體，旋轉其上的 刻度便能施予一固定 下壓力給其內的針筒 並滴出固定量的液體 樣品
段時間後按”OK”，螢幕凍結。
• 將滑鼠移至所形成液滴左端，按左鍵，按一下，
出現”X”記號在左端。
• 滑鼠自動移至所形成液滴右端，按一下左鍵，
出現”X”記號在右端。
• 將滑鼠移至所形成液滴頂端，按一下，出現”X”
記號在頂端。
實驗流程
• 接觸角(“C.A.”)值顯示於螢幕右上方。(見下圖)
實驗流程
更換其他濃度之待測溶液(SDS)，重複步驟2-5，獲得溶液 在不同固體樣品上之接觸角。
實驗流程
• 打開接觸角儀電源開關。(見下圖)
實驗流程
• 將針頭插入液體樣品(水)中，緩慢地將液體抽至針 筒裏。
•
將針頭朝上，擠壓活塞將針筒中的空氣擠出。(注
意：必須完全去除針筒中的空氣，否則液滴分配器 因空氣壓力而不易控制)
接觸角儀
接觸角儀原理 儀器設備簡介
實驗範例 實驗影片
儀器原理
•表面現象如潤濕與吸附在應用科學與技術是十分
重要之項目，這些數據可以用於改善與強化油漆 與紡織之排水性以及生物材料之互溶性。另外對
於表面型態學及高真空技術，多半用顯微鏡與分
子光譜去研究，雖能提供極重要之協助，當方法
逐漸變得更精細，儀器變得更貴時，接觸角儀似
實驗程序
• • • • 量取SDS，以水當溶劑依次稀釋之，配製10種不同濃度之 界面活性劑溶液，其濃度應在2×10-2 ～ 6×10-4 M範圍內。 將待測溶液(水)裝入針筒中。 將固體樣品放在樣品台上。 依照顯示螢幕的指示，將待測溶液滴在底材上並測量其接 觸角。
•
•
更換其他底材，重複步驟4，測量該待測溶液在不同固體樣 品上之接觸角。
γSV- γSL = γLV cosθ
儀器原理
• 本實驗係利用接觸角儀測定不同濃度之各種溶液在不同底 材上之接觸角，例如測定不同濃度之SDS、Triton 100等水 溶液在Teflon、玻璃等底材表面上的接觸角變化，參見如 圖二與圖三。
圖二
圖三
表面活性劑改變接觸角之大小，使液體更容易附著在固體表面，也幫助清 潔電子材料表面，有助於良率之提昇。
實驗流程
• 調整”樣品台高度調整鈕”，使樣品台上升以 固體樣品承接擠出的液滴並在固體表面上形成 液滴。(見下圖)
源自文库
實驗流程
• 下降樣品台使液滴呈現在螢幕中心附近，在一
是最簡單最便宜之工具去追蹤表面清潔度與表面 處理，特別是電子製造工業上。
儀器原理
• 表面接觸角儀是測液面在固體表面附著程度的表 現，如圖一所示，
圖一
γSV ：固體-氣體表面張力 γSL ：固體-液體表面張力 γLV ：液體與氣體之表面張力
儀器原理
•一粒液體停留在固體表面上時，固體-氣體表面張 力為γSV，液體與氣體之表面張力為γLV ，固體 液體表面張力為γSL ，接觸角是固體面與液滴表 面之切線，它的大小量值可以用楊氏公式表示 之︰
儀器設備簡介
座滴法(Sessile Drop)或貼泡法(Captive Bubble)
• 座滴法是測量接觸角的光學方法。 • 此法用來估計固體表面某一局部區域的潤濕性。 • 可直接測量介於液滴基線和液/固/氣-三相接觸點 處的液/固-界面切線間的角度（接觸角）。 • 除ㄧ般的平面固體表面外，也適合測量彎曲固體 表面上的接觸角，且對表面不均勻或不 一致的樣 品也適用。
實驗目的
•藉由接觸角儀測量不同濃度之各種界面活 性劑於不同底材上的接觸角以了解各類界 面活性劑在不同底材之吸附行為。
實驗器材及藥品
• CA-XP150型接觸角儀。
• 界面活性劑︰Sodium Dodecyl Sulfate (SDS，陰離 子性)。
• 固體樣品(底材)︰玻璃、壓克力板、Teflon、不銹 剛板。
實驗數據
• 以不同固體樣品上的接觸角對 C作圖。
•
將所得接觸角圖形與表面張力作對照比較。
實驗影片
Reference
• Principles of Instrumental Analysis, 5th, SKOOG • http://sindatek.com/MD_CA_tw.html
• 按”Next Sample”，更換固體樣品，重複步驟9-19。 • 利用重複吸放下個待測液體，清洗針筒。然後，再 依步驟 1-19 依次測量不同濃度之 SDC 溶液在不同固 體樣品上的接觸角。 • 實 驗 結 束 時 ， 則 先 按 ” OK” ， 按 ” END” ， 再 按”OK”，再關掉電源。 • 以重複吸放水的方式，清洗針筒。
• •
將液滴分配器之微米頭(microhead)退至刻度約為 14-15格處。 將針筒垂直裝入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣 跑入，再蓋上調節體並將之裝入固定座中。
實驗流程
• 在顯示螢幕上選擇”sessile drop method”，顯示 出具有刻度之測量螢幕，垂直刻度係作為控制 調節液滴體積的參考 • 依照顯示螢幕指示，將固體樣品置於樣品台上。 ( 注意：勿用手接觸針筒活塞主體，以免改變接 觸角)
實驗流程
• 利用”樣品台高度調整鈕”，調整樣品台的位 置並利用”焦距調整鈕”，調整焦距，使固體 樣品清晰出現在顯示螢幕上。(見下圖)。
實驗流程
• 分別利用兩個”針筒位置調整鈕”，調整分配 器之水平及垂直位置，使針頭位於顯示螢幕之 水平中心點及第2格處(由螢幕上方開始數)，固 定針頭。(見下圖)
實驗流程
座滴法(Sessile Drop)
液體滴出孔
不同材質基底
儀器設備簡介
• 液體樣品須靠針筒來控制滴出含量
儀器設備簡介
• 為了保持液體滴出量ㄧ致，將針筒垂直裝 入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣跑入， 再蓋上調節體。
儀器設備簡介
調節體，旋轉其上的 刻度便能施予一固定 下壓力給其內的針筒 並滴出固定量的液體 樣品
段時間後按”OK”，螢幕凍結。
• 將滑鼠移至所形成液滴左端，按左鍵，按一下，
出現”X”記號在左端。
• 滑鼠自動移至所形成液滴右端，按一下左鍵，
出現”X”記號在右端。
• 將滑鼠移至所形成液滴頂端，按一下，出現”X”
記號在頂端。
實驗流程
• 接觸角(“C.A.”)值顯示於螢幕右上方。(見下圖)
實驗流程
更換其他濃度之待測溶液(SDS)，重複步驟2-5，獲得溶液 在不同固體樣品上之接觸角。
實驗流程
• 打開接觸角儀電源開關。(見下圖)
實驗流程
• 將針頭插入液體樣品(水)中，緩慢地將液體抽至針 筒裏。
•
將針頭朝上，擠壓活塞將針筒中的空氣擠出。(注
意：必須完全去除針筒中的空氣，否則液滴分配器 因空氣壓力而不易控制)
接觸角儀
接觸角儀原理 儀器設備簡介
實驗範例 實驗影片
儀器原理
•表面現象如潤濕與吸附在應用科學與技術是十分
重要之項目，這些數據可以用於改善與強化油漆 與紡織之排水性以及生物材料之互溶性。另外對
於表面型態學及高真空技術，多半用顯微鏡與分
子光譜去研究，雖能提供極重要之協助，當方法
逐漸變得更精細，儀器變得更貴時，接觸角儀似
實驗程序
• • • • 量取SDS，以水當溶劑依次稀釋之，配製10種不同濃度之 界面活性劑溶液，其濃度應在2×10-2 ～ 6×10-4 M範圍內。 將待測溶液(水)裝入針筒中。 將固體樣品放在樣品台上。 依照顯示螢幕的指示，將待測溶液滴在底材上並測量其接 觸角。
•
•
更換其他底材，重複步驟4，測量該待測溶液在不同固體樣 品上之接觸角。
γSV- γSL = γLV cosθ
儀器原理
• 本實驗係利用接觸角儀測定不同濃度之各種溶液在不同底 材上之接觸角，例如測定不同濃度之SDS、Triton 100等水 溶液在Teflon、玻璃等底材表面上的接觸角變化，參見如 圖二與圖三。
圖二
圖三
表面活性劑改變接觸角之大小，使液體更容易附著在固體表面，也幫助清 潔電子材料表面，有助於良率之提昇。