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影响接触角稳定性的因素有哪些

发布时间:2020-12-22点击次数:90次
  接触角测量仪在实际测量时应该注意两个问题,平衡时间和体系温度的恒定,当体系未达平衡时,接触角会变化,这时的接触角称为动态接触角,动态接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或辅展有重要的意义,因粘度大,平衡时间长。同时对于温度变化较大的体系,由于表面张力的变化,接触角也会变化,因此,若一已基平达平衡的体系,接触角的变化,可能与温度变化有关,简单判断影响因素的方法是:平衡时间的影响一般是单方向的,而温度的波劝可能造成接触角的升高或降低。
  除平衡时间和温度外,影响接触角稳定的因素还有接触角滞后和吸附作用。
  (1)接触角滞后
  前进接触角和后退接触角
  前进接触角,经液固界面取代固气界面后形成的接触角为前进接触角,如将固体板插入液体中,后退接触角则相反,即以固气界面取代固液界面后开成的接触角叫后退接触角。如水滴在斜玻璃板上,流动可形成前进接触角和后退接触角。
  (2)接触角滞后及原因
  指前进接触角与后退接触角之差称为接触角滞后。造成接触角滞后的主要原因有:
  A表面不均匀:表面不均匀是造成接触角滞后的一个重要原因,若固体表面与液体亲合力不同的两部分组成,则对复合表面的接触角与对两种纯固体表面成分的接触角关系产生变化。实践证明,前进一般反映与液体亲合力较弱的那部分固体表面的润湿性。因此,前进接触角越大,而后退角反映与液体亲合力较强的那部分固体表面的性质,因此,后退接触角较小。对于一些无机固体,由于表面能较高,因而极易吸附一些低表面能的物质而形成的复合表面。因此,造成液体对这种复合表面形成的接触角滞后现象,可见,欲准确测定一种固体的接触角,必须保证固体表面不受污染。
  B表面不平:表面不平也是造成接触角滞后的主要因素,若将一块玻璃粗化后,将一水滴滴在倾斜的玻璃上,则出现接触角滞后。对可润湿的金属表面,表面经过打磨粗化后,可使润湿性变好,如电镀时需表面充分润湿,而对于不润湿的固体表面。表面粗化将使接触角变大,润湿性变差。
  固体的润湿性:
  从润湿议程可以看出,当接触角小于90度,可润湿。可见低表面张力的液体容易润湿高表面能的固体。
  表面张力大于100mN/m者称为高能固体,这些固体易被液体所润湿,如无机固体,金属及其氧化物等。
  表面张力低于100mN/m称为低能固体,这类固体不易被液体所润湿,如有机固体,高聚物固体。
  一般的无机物固体,陶瓷金属的表面能约在500-5000mN/m。其数值远远大于一般液体的表面张力。因此,液体与这类固体接触后,使固体的表面能显著降低。
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