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接触角的原理和用途

时间:2022-12-04 阅读:

接触角测试仪

接触角定义为气体、液体和固体相交处的气液界面切线和固液界面之间的角度θ。

如果θ<90°,它真的是亲水的,即液体可以润湿固体,并且角度越小,润湿性越好;如果θ>90°,它是真正的疏水性,即液体不会润湿固体,表面很容易移动,不能进入孔隙。

润湿过程与界面张力有关。当一滴液体落在水平固体表面上时,当其达到平衡时,产生的接触角和界面张力符合以下正方程:

γs,g=γs,l+γg,l×cosθ

由此可以预测以下润湿条件:

1) 当θ=0时,它是完全湿的;

2) 当θ小于90°时,为部分潮湿或潮湿;

3) 当θ=90°时,为润湿与否的分界线;

4) 当θ>°90时,无水分;

5) 当=180°时,完全不润湿。

在毛细现象中,液体上升和下降的高度为h。正或负h表示上升或下降。

当渗透物上升时,接触角变陡,而当非渗透物下降时,接触角度变暗。

对于张力相关系数/(液体的密度*重力加速度g*液体表面半径R),上升高度h=2*表面。

上升高度h=2表面张力系数取决于接触角(液体密度重力加速度g毛细管半径r)。

润湿性与矿山浮选、石油提取、纺织印染、农药加工、照相胶片生产、涂料配方、防水和洗涤密切相关。

主要用途:研究固体/液体界面性质、固体表面性质、液体对固体的润湿性以及液体对固体基质的扩散或吸附:

● 涂层吸附(如油漆、胶水、硅胶等)在薄膜、金属、聚合物、木块等基材上)

● 液体(如油墨或化学试剂)在纸上的扩散和润湿性

● 物理和化学表面处理(等离子处理等)

● 硅片的清洁控制(半导体工业中清洁硅片的表面化学)

● 矿物材料在聚合物基体上的吸附能力