親水性，疏水性潤(rùn)濕角接觸角的測(cè)量方法

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如何判斷材料的親水性，疏水性，親水疏水材料如何定義其潤(rùn)濕性能?

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若表面接觸角θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤(rùn)濕固體，其角越小，表示潤(rùn)濕性越好;若θ〉90，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能進(jìn)入毛細(xì)管，這個(gè)還與具體液體有關(guān)，并非所有液體在較大夾角下完全不進(jìn)入毛細(xì)管。

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潤(rùn)濕過(guò)程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式(Young Equation):由它可以預(yù)測(cè)如下幾種潤(rùn)濕情況：

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1)當(dāng)θ=0，完全潤(rùn)濕;

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2)當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕;

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3)當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線;

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4)當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕;

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5)當(dāng)θ=180°，完全不潤(rùn)濕。

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毛細(xì)現(xiàn)象中液體上升、

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下降高度h。h的正負(fù)表示上升或下降。

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浸潤(rùn)液體上升，接觸角為銳角;不浸潤(rùn)液體下降，接觸角為鈍角。

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上升高度h=2*表面張力系數(shù)/(液體密度*重力加速度g*液面半徑R)。

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上升高度h=2*表面張力系數(shù)*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細(xì)管半徑r)。

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潤(rùn)濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農(nóng)藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。

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接觸角測(cè)量?jī)x的測(cè)試方法：

接觸角現(xiàn)有測(cè)試方法通常有兩種:其一為外形圖像分析方法;其二為稱重法.后者通常稱為潤(rùn)濕天平或滲透法接觸角儀.但目前應(yīng)用最廣泛,測(cè)值最直接與準(zhǔn)確的還是外形圖像分析方法.

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外形圖像分析法的原理為,將液滴滴于固體樣品表面,通過(guò)顯微鏡頭與相機(jī)獲得液滴的外形圖像, 再運(yùn)用數(shù)字圖像處理和一些算法將圖像中的液滴的接觸角計(jì)算出來(lái).

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計(jì)算接觸角的方法通?；谝惶囟ǖ臄?shù)學(xué)模型如液滴可被視為球或圓椎的一部分,然后通過(guò)測(cè)量特定的參數(shù)如寬/高或通過(guò)直接擬合來(lái)計(jì)算得出接觸角值。楊氏方程描述了一封閉界面的內(nèi)、外壓力差與界面的曲率和界面張力的關(guān)系，可用來(lái)準(zhǔn)確地描述一軸對(duì)稱的液滴的外形輪廓，從而計(jì)算出其接觸角。煙用紙張的接觸角可參照我國(guó)制煙行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T 424-2011“煙用紙表面潤(rùn)濕性能的測(cè)定 接觸角法”執(zhí)行。

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