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接触角测量仪如何利用光学轮廓法表征界面的粘附力和滞留力?

发布日期:2021-12-27      浏览次数:900
   液滴与固体表面之间的相互结合力与作用的方向有关,可以区分为水平滞留力(Lateral Retention Force)和垂直粘附力(Vertical Adhesion Force)。水平滞留力和垂直粘附力均与液滴与表面之间的相互作用力有关,具体地说,与液滴在表面上的动态接触角值,接触周长/面积,正压力和界面张力等参数相关,是衡量液滴与表面之间的润湿性能的重要参数。
  德国LAUDA Scientific公司生产的光学接触角测量仪不仅具备一般光学接触角测量仪的常规功能,而且能够直接测量液体和固体材料之间在界面上的相互作用力,即垂直粘附力和水平滞留力,是表面分析仪器领域中的一个开拓性创新!

接触角测量仪

 
  测量方法:
  1、水平滞留力测量
  测量水平滞留力采用离心力天平法(RFB法),LSA100光学接触角测量仪配置速度可控的离心转台,仪器可以自动对液滴进行离心操控。RFB法利用旋转时产生的离心力来驱动液滴在固体表面上发生侧向滑动,以确定滑动发生时刻所对应的水平作用力(最大水平滞留力)。在这一动态过程中,仪器利用视频同步触发技术通过软件计算能够准确得到材料表面作用于液滴的水平方向的滞留力。它的优势在于(1)测量过程中正压力维持不变;(2)驱动液滴的水平作用力不受液滴本身重力的限制。
 
  2、垂直粘附力测量
  测量垂直粘附力我们采用一个严格地基于Laplace-Young方程的计算方法—DAF测量模块。在高精度自动升降台的操控下,材料表面和液滴先相互挤压使得液固两相充分接触,然后缓慢拉伸直到液滴和材料表面*分离。软件通过液滴的形变量可以精确的计算出材料表面作用于液滴的垂直方向的粘附力。
  通过这一方法,不但可以获得作用力随位置的变化,而且可以获得接触角值和接触直径/面积随位置的变化,为建立这些变量之间的相互关系提供了大量有用的信息。
       (本文内容得到授权所有者的授权许可)

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