楊氏方程中所預示的接觸角是假定固體表面平坦光滑、化學均勻、各相同性,固—液—氣三相達到熱力學平衡狀態(tài)下的接觸角,也稱之為靜態(tài)接觸角(Staic Contact Angle)θO,即固—液—氣三相接觸線靜止未發(fā)生移動的接觸角。
但實際的固體表面在一定程度上可能存在粗糙不平、化學組成不均一,受污染等多種情況,這就使得實際接觸角并非如楊氏方程所預示的取值W一。而是在相對穩(wěn)定的兩個角度之間變化,這種現(xiàn)象被稱為接觸角滯后現(xiàn)象。上限為前進接觸角(Advancing Contact Angle)θA,下限為后退接觸角(Receding Contact Angle)θR。通常定義,液—固界面取代氣—固界面后形成的接觸角叫前進接觸角;而氣—固界面取代液—固界面形成的接觸角叫后退接觸角。一般情況下前進角總是大于后退角,二者之差θA-θR=Δθ定義為接觸角滯后(Contact Angle Hysteresis)。
接觸角滯后的大小決定了液滴從固體表面滾落的難易程度,滯后越大表明液滴越不易從表面滾落。滾動角(Sliding Angle)能直觀的反映出接觸角滯后的大小。所謂滾動角是指一定體積的液滴從固體表面發(fā)生滾落時所需的最小傾斜角度,用α表示。我們一般用動態(tài)接觸角測定儀測量。滾動角與前進角和后退角之間的關系可由Furmidge公式給出:
m·g·sinα=γLGW(cosθR-cosθA) (1)
(1)式中m為液滴的質量,g為重力加速度,W為固—液接觸面的直徑,由此式可得出接觸角滯后越小,滾動角就越小。
在前進角和后退角區(qū)間內,固—液—氣三相接觸線是保持靜止的,此時應為靜態(tài)接觸角;而當出現(xiàn)前進角或后退角時,三相接觸線開始發(fā)生移動,這種固—液—氣三相接觸線發(fā)生移動的接觸角稱之為動態(tài)接觸角(Dynamic Contact Angle)θD。
前進角通常反映的是表面能較低、與液體親和力弱的那部分固體表面區(qū)域的性質;后退角則w全相反。對于超疏水性材料,如果知道了前進接觸角、后退接觸角以及液滴的起始滾動角,就可以更好的了解材料的表征;同樣在表面是傾斜的情況下,考察液體在表面的潤濕行為就必須分析動態(tài)接觸角才能更好地反映實際情況。
若需要動態(tài)接觸角測定儀參數(shù)和功能可以咨詢聯(lián)往檢測設備
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- 本網(wǎng)轉載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關權利。