接触角与粘附功的测定

接触角与粘附功的测定目的理解接触角与粘附功的定义与测量方法。测量液滴与固体接触时的接触角，并通过接触角，求出润湿物体的粘附功。熟悉并掌握JC2000A静滴接触角/界面张力测量仪的用法。原理润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固-气界面被固-液界面所取代的过程称为润湿。当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的大小可用此自由能降低的多少来衡量。液滴角度测量法是测量接触角的最常用的方法之一。它是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小。为此，可用低倍显微镜中装有的量角器测量，也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像再用量角器测量，这类方法都无法避免人为作切线的误差。决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。如，固体和液体的性质及杂质、添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。接触角：液滴在固体表面上润湿或铺展，在润湿周线上任意一点做液面的切线，此切线与固体表面的夹角，称为接触角。粘附功：不同凝聚相相接触时，相间分子有相互作用力，将两相分离就要做功，这种功称为粘附功。粘附功是以单位接触面积来表示的。粘附功的测量：正如表面张力测量一样，可用下式表示Aa=o]+。2-。12 （1）利用接触角与表面张力的定义，液体的铺展条件可用下式的铺展系数表示f=o1-a12-a2cos0>0只有当a1-a12-a2cos0=0(2)

时铺展结束。联立（1）、（2）两式，就可以求出润湿固体的粘附功:Aa=o2（1+cos。）接触角测量仪平面示意图如下容易达到蒸发饱和状态，这里它提供了密闭小环境，并能在外相液体中测试。容易达到蒸发饱和状态，这里它提供了密闭小环境，并能在外相液体中测试。实验仪器与试剂JC2000A静滴接触角/界面张力测量仪，与接触角测量仪相配的计算机，注射器，水，甘油，二碘甲烷，漠萘。实验步骤1.利用JC2000A静滴接触角/界面张力测量仪测量接触角。1.1启动：（与实验三相同）1.2关于file.上述6个选项依次是：打开...保存为...打印…打印预览…打印设置…退出，实验中如果只采一幅图，冻结图像后，按SaveAs存储图像。1.3关于option因显示卡兼容性不同，在Option中选RGB15bit或RGB16bit，以显示正常图像。normal为正常图像大小，这是缺省值，ZoomIn是把图像缩小，使较大的

液滴能在屏幕上全部显现出来，再选择normal就恢复原来大小。2.使用步骤Connect.Setting...SerillySav*RGBlBBitRGB15Bit2.1沟通和采样进入主界面后请点击2.1沟通和采样进入主界面后请点击选项，出现对话框OPTION（菜单中的CONNECTCONNECTOK，表明计算机与仪器的通讯沟通成功，如出现出错信息，请检查计算机与仪器的连线是否良好。按活动图像激活视频显示，加入样品。如果只采一幅图，按冻结图像，在file中选SaveAs存储图像，会有提示请你选择储存的文件名和所在的文件夹。2.2量角法的使用方法（与实验三相同）2.3量高法的使用方法:按量高法按钮，进入量高法界面，按开始按钮，打开文件夹，选取图象文件，然后用鼠标左键在液滴的顶端和液滴与下面相交处点击，如下图所示:点击鼠标右键，可使十字形图标消失，以便重新选定量角器角度为。，接触角为2X(90-0)2.4悬滴法测量表面张力(参考试验三)2.5Owens二液法计算表面能本仪器还提供了Owens二液法计算表面能的功能，具体计算方法如下：s=YsD+YsPl=YlD+Ylp式中：Ys为固体表面能，可以分解为色散力YsD项和极性力YsP项；YL为液体表面能，也可以分解为色散力Yld项和极性力Ylp项。那么：YL(1+cos0)=2(yDyld)i/2+2(ysPYlp)i/2 (1)在公式1中，如果已知液体的表面能x和其分项x，x并测出液体在固体表面上的接触角0，则公式中还有两个未知数X和X。为了求得这两个未知数，就需要两个方程，因此必须采用两种测试液体，获得如下的方程组：L1(1+cos01)=2(ysDYl1d)1/2+2(YsPYl1p)1/2L2(1+cos02)=2(ysDYL2d)1/2+2(ysPYL2p)1/2s=YsD+YsP目前常用的测试液体如下表常用测试液体的表面能液体YlpYlDYLYlP/YlD极性水5121.872.82.36极性甘油26.43763.40.71甲酰胺18.739.558.20.47二碘甲烷2.348.550.80.05非极性a一漠萘044.644.60正十六烷027.627.60用Owens法计算表面能时，所选的两种测试液必须满足如下的条件：两种液体的Ylp/Yld值不能接近，而且两者的差距越大越好；两种液体必须有不同的极性，即必须从极性液体中和非极性液体中各选种液体。测试液不能使固体的表面发生溶解、膨胀和变形等。通过测量的接触角计算粘附功A=O(1+COS0)数据处理1、 列出表格，表明在同一温度下水，甘油，二碘甲烷，漠萘的接