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SDC-100-親水性接觸角測(cè)量?jī)x
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更新時(shí)間:2024-09-10 10:02:30

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親水性接觸角測(cè)量?jī)x:納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn),在研究納米材料的表面改性時(shí),往往要涉及潤(rùn)濕這個(gè)概念。


. 潤(rùn)濕過(guò)程

潤(rùn)濕過(guò)程分為三類,既在日常生活中經(jīng)常遇到的沾濕、浸濕和鋪展。

(一)沾濕(adhesion wetting

當(dāng)將一滴水滴到固面上時(shí),液體與固體接觸過(guò)程中,固液界面逐漸取代液氣界面和氣固界面(圖6—1),這一過(guò)程稱為沾濕。在恒溫恒壓條件下沾濕過(guò)程中的自由能變化:

親水性接觸角測(cè)量?jī)x


式中γ為界面張力;—W a為黏附功,其值相當(dāng)于把單位面積的液—固界面分開成為氣—液和氣—固液面的最大功(62)。顯然只有當(dāng)Wa0時(shí),即ΔGT.p0時(shí),沾濕過(guò)程才是自發(fā)的。

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1—1 液界面取代液氣界面和氣固界面的過(guò)程

將單位截面液柱分開如(圖13)創(chuàng)造兩個(gè)新的氣—液界面的內(nèi)聚功—Wc的定義:

Δγ=2γg1=—Wc12

親水性接觸角測(cè)量?jī)x

1—2 固分離與黏附功圖  1—3 液體分離與內(nèi)聚功

黏附功和內(nèi)聚功的數(shù)值分別是固—液分子間作用力和相同液體分子間作用力大小的標(biāo)志。

(四)接觸角與楊氏方程

液體滴于固體表面上,隨著液體性質(zhì)的不同,液體或鋪展而覆蓋固體表面,或形成一液滴停于其上。如下圖所示。我們把液體與固體平面所形成的液滴的形狀用接觸角(contact angle)來(lái)描述。準(zhǔn)確的接觸角是在固、液、氣三相交界處,自固液界面經(jīng)液體內(nèi)

部到氣體界面的夾角,通常以θ來(lái)表示。接觸角是分析此式最早是T.Young1805年提出的,常稱為楊氏方程。這是潤(rùn)濕的基本公式,亦稱為潤(rùn)濕方程,可以看作是三相交界處三個(gè)界面張力平衡的結(jié)果。此關(guān)系式適用于三相交界處固液、固氣界面共切線體系。具體應(yīng)用中,我們把接觸角大小作為評(píng)判潤(rùn)濕性的重要指標(biāo)。通常接觸角越小,潤(rùn)濕性也就越好。習(xí)慣上,

我們把θ=90°定義為潤(rùn)濕與否的標(biāo)準(zhǔn)。我們把θ90°為不潤(rùn)濕;θ90°為潤(rùn)濕,平衡接觸角。

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