接觸角測(cè)量?jī)x是一種基于表面物理化學(xué)原理,用于量化表征固體表面潤(rùn)濕性能的精密檢測(cè)設(shè)備。其原理圍繞 “接觸角” 這一關(guān)鍵指標(biāo)展開 —— 當(dāng)液體滴落在固體表面并達(dá)到熱力學(xué)平衡時(shí),液體表面張力、固體表面自由能與液 - 固界面張力三者相互作用,形成液體與固體表面的夾角,即為接觸角。該指標(biāo)直接反映固體表面的親水性與疏水性:接觸角越?。ㄍǔ#?0°),表明液體在固體表面鋪展能力越強(qiáng),固體表面親水性越;接觸角越大(通常>90°),則液體更易在固體表面收縮成液滴,固體表面疏水性更突出。接觸角測(cè)量?jī)x通過(guò)光學(xué)成像系統(tǒng)捕捉液滴形態(tài),結(jié)合數(shù)學(xué)算法計(jì)算接觸角數(shù)值,將傳統(tǒng)依賴經(jīng)驗(yàn)的定性判斷轉(zhuǎn)化為精細(xì)的定量數(shù)據(jù)(測(cè)量精度可達(dá) ±0.1°),為材料表面性能研究、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù),是材料科學(xué)、化工、電子等領(lǐng)域不可或缺的基礎(chǔ)檢測(cè)工具。接觸角測(cè)試儀是一種用于實(shí)時(shí)評(píng)估表面相互作用分析的儀器,可獲得表面潤(rùn)濕性能,親水性能的各項(xiàng)指標(biāo)。江蘇動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x答疑解惑
晟鼎精密接觸角測(cè)量?jī)x具備表面自由能計(jì)算功能,通過(guò)測(cè)量?jī)煞N或兩種以上已知表面張力的液體(如蒸餾水、二碘甲烷、乙二醇)在固體表面的接觸角,結(jié)合特定的理論模型(如 Owens-Wendt 模型、Van Oss-Chaudhury-Good 模型),計(jì)算固體表面的表面自由能及各分量(色散分量、極性分量、Lewis 酸堿分量),為材料表面性能的定量分析與改性優(yōu)化提供核心數(shù)據(jù),是材料研發(fā)領(lǐng)域的關(guān)鍵功能。其計(jì)算邏輯基于 “表面自由能與接觸角的熱力學(xué)關(guān)系”—— 固體表面自由能越高,液體在其表面的接觸角越?。ㄓH水性越強(qiáng)),反之則接觸角越大(疏水性越強(qiáng))。浙江全自動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x作用自動(dòng)化程度高,可實(shí)現(xiàn)一鍵式全自動(dòng)測(cè)量。

在涂層耐水性評(píng)估中,通過(guò)測(cè)量水在涂層表面的接觸角隨時(shí)間的變化(動(dòng)態(tài)接觸角),若接觸角長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定(如 24 小時(shí)后變化≤±5°),說(shuō)明涂層耐水性優(yōu);若接觸角快速下降,說(shuō)明涂層易吸水,需優(yōu)化涂層的交聯(lián)度或添加防水劑。某涂料企業(yè)通過(guò)晟鼎接觸角測(cè)量?jī)x優(yōu)化外墻涂料配方,發(fā)現(xiàn)添加 2% 防水劑后,涂層的水接觸角從 70° 提升至 100°,耐水性測(cè)試(浸泡 24 小時(shí))后接觸角仍保持 85°,產(chǎn)品耐水等級(jí)從合格品提升至優(yōu)等品,市場(chǎng)認(rèn)可度明顯提升。
sessile drop 法(座滴法)是晟鼎精密接觸角測(cè)量?jī)x基礎(chǔ)、應(yīng)用廣的測(cè)量方法,適用于板材、薄膜、涂層等多數(shù)固體樣品的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量,其重要原理是將定量液體滴落在水平放置的樣品表面,通過(guò)分析液滴穩(wěn)定后的輪廓計(jì)算接觸角。完整操作流程分為三個(gè)關(guān)鍵步驟:第一步是樣品準(zhǔn)備與固定,將樣品放置于樣品臺(tái)并調(diào)整水平(樣品臺(tái)水平度誤差≤0.1°),避免液滴因傾斜變形,針對(duì)不同樣品可采用真空吸附或夾具固定,確保樣品表面平整;第二步是液滴生成與滴落,通過(guò)高精度微量進(jìn)樣器(精度 ±0.1μL)抽取 1-5μL 液體(常用蒸餾水、二碘甲烷等),將液滴精細(xì)滴落在樣品指定區(qū)域,等待 1-3 秒讓液滴穩(wěn)定,避免未穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)量導(dǎo)致誤差;第三步是圖像采集與計(jì)算,啟動(dòng)工業(yè)相機(jī)采集液滴圖像,軟件通過(guò)邊緣檢測(cè)算法提取液滴輪廓,基于 Young-Laplace 方程或橢圓擬合算法計(jì)算接觸角數(shù)值。該方法操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣,可通過(guò)多次測(cè)量(同一位置 3-5 次)提升數(shù)據(jù)重復(fù)性,確保同一樣品多次測(cè)量偏差≤±0.5°。接觸角測(cè)量?jī)x持續(xù)優(yōu)化軟件算法,提升邊緣檢測(cè)精度。

captive bubble 法(懸泡法)是針對(duì)特殊樣品(如多孔材料、粉末壓片、高吸水材料)開發(fā)的接觸角測(cè)量方法,解決了 sessile drop 法因樣品吸水或液體滲透導(dǎo)致的測(cè)量失效問(wèn)題。其原理與座滴法相反:將固體樣品完全浸沒在裝有測(cè)試液體(如蒸餾水、乙醇)的透明液體池中,通過(guò)氣泡發(fā)生器在樣品表面生成 1-3μL 的微小氣泡,氣泡受表面張力作用附著在樣品表面,形成穩(wěn)定的氣泡形態(tài);工業(yè)相機(jī)從液體池側(cè)面采集氣泡圖像,軟件提取氣泡輪廓與樣品表面的夾角,該夾角即為接觸角(與座滴法測(cè)量結(jié)果互補(bǔ),可通過(guò)公式換算為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn))。該方法的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)包括:液體池需采用高透明度石英材質(zhì),確保成像無(wú)折射干擾;氣泡發(fā)生器需具備精細(xì)的體積控制能力(精度 ±0.1μL),避免氣泡過(guò)大或過(guò)小影響穩(wěn)定性;樣品臺(tái)支持三維微調(diào)(X/Y/Z 軸調(diào)節(jié)范圍 ±10mm),可將樣品精細(xì)定位至氣泡生成區(qū)域,確保氣泡穩(wěn)定附著。懸泡法的測(cè)量精度與座滴法一致(±0.1°),且能在液體環(huán)境中模擬樣品實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景(如膜材料在水溶液中的使用狀態(tài)),為特殊材料的表面性能檢測(cè)提供了有效解決方案。接觸角測(cè)量?jī)x的 captive bubble 法解決多孔材料測(cè)量難題。浙江靜態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x重量
接觸角測(cè)量?jī)x用真空吸附裝置固定板材或玻璃樣品。江蘇動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x答疑解惑
測(cè)量精度是接觸角測(cè)量?jī)x的重要指標(biāo),晟鼎精密通過(guò)科學(xué)的精度驗(yàn)證與定期校準(zhǔn)方法,確保設(shè)備在長(zhǎng)期使用中保持≤±0.1° 的測(cè)量精度,符合國(guó)家計(jì)量規(guī)范與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 30796-2014《塑料薄膜與薄片 接觸角的測(cè)定》)。精度驗(yàn)證分為三步:首先使用標(biāo)準(zhǔn)樣品(如經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的石英片,已知水在其表面的接觸角為 5°±0.5°)進(jìn)行測(cè)量,若測(cè)量結(jié)果在 4.5°-5.5° 范圍內(nèi),說(shuō)明設(shè)備基礎(chǔ)精度達(dá)標(biāo);其次通過(guò)重復(fù)性測(cè)試(同一位置測(cè)量 10 次,計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差),若標(biāo)準(zhǔn)差≤±0.3°,說(shuō)明測(cè)量重復(fù)性合格;然后通過(guò)再現(xiàn)性測(cè)試(不同操作人員、不同時(shí)間測(cè)量同一樣品),若測(cè)量結(jié)果偏差≤±0.5°,說(shuō)明設(shè)備穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)。江蘇動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量?jī)x答疑解惑