接触角的测定

接触角测定仪的原理
接触角测定仪是一种用于测量液体与固体界面上接触角的仪器。

其原理基于Young-Laplace方程和浸润理论。

Young-Laplace方程描述了液体在固体表面上的压力分布，表达式为：
P = P₀+ γ(1/R₁+ 1/R₂)
其中，P是液体在界面上的压力，P₀是液体的大气压力，γ是液体的表面张力，R₁和R₂分别是液体与固体表面上的两个主曲率半径。

根据浸润理论，当液体与固体表面完全不相互湿润时，接触角为180，称为完全不湿润状态。

当液体与固体表面完全湿润时，接触角为0，称为完全湿润状态。

在这两个极端之间的接触角可以用来表征液体与固体之间的亲疏程度。

接触角测定仪通过将液滴滴在固体表面上，观察液滴的形态并测量接触角来确定液体与固体的亲疏性。

一般来说，接触角测定仪包括一个装置用于生成液滴，一个显微镜用于观察液滴的形态，以及一个测量系统用于测量接触角。

测量接触角的常用方法有静态接触角法和动态接触角法。

静态接触角法是在液滴静止时测量接触角，而动态接触角法是在液滴运动时测量接触角。

根据测量原理和仪器的设计，接触角测定仪可以有不同的工作原理和测量精度。

需要注意的是，接触角受到多种因素的影响，包括液体性质、固体表面性质、温度、湿度等。

因此，在使用接触角测定仪进行测量时，需要控制这些因素以确保测量结果的准确性。

接触角测试标准接触角测试是一种常见的表面性质测试方法，通过测试液体在固体表面的接触角来评估表面的亲水性或疏水性。

接触角测试广泛应用于材料科学、表面工程、涂料、油墨、纺织品、医疗器械等领域。

在进行接触角测试时，需要严格遵守相关的测试标准，以确保测试结果的准确性和可比性。

一、测试仪器和设备。

在进行接触角测试时，需要使用专业的接触角测试仪器，如旋转滴定仪、静态接触角仪等。

这些仪器通常配备有高精度的摄像头和图像分析软件，能够实时捕捉液滴在固体表面的形态，并计算出接触角的数值。

在选择测试仪器时，需要考虑样品的大小、形状、表面性质等因素，以确保测试的准确性和可重复性。

二、样品准备。

在进行接触角测试之前，需要对样品进行准备。

首先，需要确保样品表面干净、平整，没有杂质和污染物。

其次，需要根据测试要求选择合适的测试液体，常用的测试液体有水、甘油、二甲基硅油等。

在选择测试液体时，需要考虑样品的表面性质和测试的目的，以确保测试结果的准确性和可比性。

三、测试方法。

接触角测试通常包括动态接触角测试和静态接触角测试两种方法。

动态接触角测试是通过测量液滴在固体表面的滚动角速度来计算接触角，适用于表面能较低的样品。

静态接触角测试是通过测量静止液滴在固体表面的接触角来评估表面的性质，适用于表面能较高的样品。

在进行测试时，需要根据样品的特点选择合适的测试方法，并严格按照相关的测试标准进行操作。

四、数据分析。

在完成接触角测试后，需要对测试数据进行分析。

通常可以通过图像分析软件测量液滴的形态和接触角的数值，也可以通过数学模型计算表面的能量和粗糙度等参数。

在数据分析过程中，需要注意排除测试误差和干扰因素，确保测试结果的准确性和可靠性。

五、测试标准。

在进行接触角测试时，需要严格遵守相关的测试标准。

不同的行业和应用领域通常有相应的测试标准，如ASTM、ISO、GB等。

在选择测试标准时，需要考虑样品的特点和测试的目的，以确保测试结果的准确性和可比性。

光学接触角测量仪器（亦称水滴角测量仪）被广泛用于表界面研究的科研、开发和质量控制.可以帮助您轻松准确地表征您所需了解的表面情况，从而节省您宝贵的时间和经费.从领先的研究到快速精准的质量控制，Attension光学接触角测量仪系列产品使这些应用简单可行.系列产品的多功能性，能满足您需要的所有产品特性.测定接触角的方法有多种，但可分为二类.一类是直接法、即直接测量接触角的大小;另一类是间接法、即通过其它物理量的测定以及该物理量与接触角之间的定量关系来计算出接触角的大小、常用测定物理量是长度及质量.第一类方法精度由测角器所決定;第二类则不但由测定长度或质量的仪器精度.而且还由它们间的定量关系式的准确度所決定.1、长度测量法.直接法测口往往要先确定切线的位置，要做到准确就比较困难.采用长度测量法便能避免之.例如将液滴滴在固体表面上并拍下照片，只要测定液摘与平面接触面的半径和其高度.2、直接测量法.这是广泛使用的方法，它是将液滴所成的角即为接触角.用测角器读取的方法可得到精度为土1度.3、重量测量法.它是利用测定表面张力的平板法来，上述都是测量固体平面值的方法，对于固体粉末，先将固体粉末压制成一多孔塞，测定将液体压入〔不润湿固体粉未)或者压出(润湿固体粉末)所需的压力，就可计算出拒水织物作为功能纺织品的一个大类，在日常生活中的应用越来越多，因而进一步提高对其拒水性能检测的准确性、重现性和快速性变得尤其重要.采用接触角表征织物拒水性能更准确，在液滴接触角测量方法中，常用的是量高法和量角法.实际测试中发现，这2种方法測量的结果有比较大的误差，但产生误差的原因至今不详.接触角测量时需注意什么？1、液滴量在2-5微升之间，大多会受重力影响导致水滴变形，太少液滴无法滴落下来，导致不能接液进行测试.2、光源明暗度需根据实际操作情况调节，太亮会导致液滴外轮廓不清晰，太暗则导致液滴变大或才周围太多黑点，影响测试数据的准确性.3、基线位置，原则上是自动找出基线进行测试.特殊情况无法识别出基线的，需要操作人员手动找寻基线.4、任何一台仪器都不是完美的，只能大限度的保证测试数据接触真实的角度，仪器本身的能力和测量的方法都会影响接触角数据，特别是疏水和亲水性强的材料测试数据.。

接触角的测定实验报告思考题思考题：请简要解释接触角的概念是什么？接触角是指液体与固体之间界面上形成的一个角度，它表示了液体在固体表面上展开的能力。

接触角的大小取决于液体和固体之间的相互作用力，以及表面张力等因素。

在实验中，我们使用哪些方法来测定接触角？这些方法各有什么优缺点？常见的测定接触角的方法有：直接测量法：通过直接测量液体滴在固体表面形成的三相交界线的角度。

优点是简单易行，可以得到准确的接触角值。

缺点是对于不透明的固体或粘稠的液体较难应用。

静滴法：将液体滴在固体表面，在平衡状态下测量液滴的形状并计算接触角。

优点是可适用于不同类型的液体和固体，并且测量过程相对简单。

缺点是需要等待一段时间使液滴达到平衡状态。

斜滴法：将液体放置在斜面上，通过测量液滴的形状来计算接触角。

优点是测量过程简单，可以避免液滴在竖直方向的重力影响。

缺点是需要使用斜面装置，并且对于粘度较高的液体可能不适用。

实验中可能会影响接触角测定结果的因素有哪些？如何减小这些误差？影响接触角测定结果的因素包括：表面污染：固体表面的污染物、灰尘或化学物质可能会改变液滴的形状，从而影响接触角测量结果。

应保持实验环境干净，并清洁固体表面。

液滴形状的不规则性：液滴的不均匀性或不规则形状可能导致接触角的测量不准确。

应选择合适大小和形状的液滴，并确保液滴均匀地附着在固体表面上。

温度影响：温度的变化可能会影响液体的表面张力和黏度，从而影响接触角的测量结果。

应控制实验温度，并进行温度校正。

人为误差：操作者的技术水平和主观判断可能引入误差。

应进行多次测量并取平均值，同时注意操作的一致性。

为减小这些误差，可以采取清洁固体表面，避免表面污染。

使用精密仪器和辅助设备来获得准确的液滴形状和角度测量。

控制实验温度，并进行温度校正。

进行多次测量并取平均值，以减小人为误差的影响。

接触角的测定在哪些领域中有重要应用？请举例说明。

接触角的测定在许多领域中具有重要应用，例如：材料科学：用于评估材料表面的润湿性能和液体与固体界面相互作用的性质。

液-固界里交战角的丈量真验报告之阳早格格创做一、真验手段1. 相识液体正在固体表面的潮干历程以及交战角的含意与应用.2. 掌握用JC2000C1静滴交战角/界里弛力丈量仪测定交战角战表面弛力的要领.二、真验本理潮干是自然界战死产历程中罕睹的局里.常常将固-气界里被固-液界里所与代的历程称为潮干.将液体滴正在固体表面上，由于本量分歧，有的会铺展启去，有的则粘附正在表面上成为仄凸透镜状，那种局里称为潮干效率.前者称为铺展潮干，后者称为粘附潮干.如火滴正在搞洁玻璃板上不妨爆收铺展潮干.如果液体没有粘附而脆持椭球状，则称为没有潮干.如汞滴到玻璃板上或者火滴到防火布上的情况.别的，如果是能被液体潮干的固体真足浸进液体之中，则称为浸干.上述百般典型示于图1.图1 百般典型的潮干当液体与固体交战后，体系的自由能落矮.果此，液体正在固体上潮干程度的大小可用那一历程自由能落矮的几去衡量.正在恒温恒压下，当一液滴搁置正在固体仄里上时，液滴能自动天正在固体表面铺展启去，或者以与固体表面成一定交战角的液滴存留，如图2所示.图2 交战角假定分歧的界里间力可用效率正在界里目标的界里弛力去表示，则当液滴正在固体仄里上处于仄稳位子时，那些界里弛力正在火仄目标上的分力之战应等于整，那个仄稳闭系便是出名的Young圆程，即γSG- γSL= γLG·cosθ(1)式中γSG，γLG，γSL分别为固-气、液-气战固-液界里弛力；θ是正在固、气、液三相接界处，自固体界里经液体里里到气液界里的夹角，称为交战角，正在0o-180o之间.交战角是反应物量与液体潮干性闭系的要害尺度.正在恒温恒压下，粘附潮干、铺展潮干历程爆收的热力教条件分别是：粘附潮干W a=γSG-γSL+γLG≥0(2)铺展潮干S=γSG-γSL-γLG≥0 (3)式中W a，S分别为粘附潮干、铺展潮干历程的粘附功、铺展系数.若将(1)式代进公式(2)、(3)，得到底下截止：W a=γSG+γLG－γSL=γLG(1+cosθ)(4)S=γSG-γSL-γLG=γLG(cosθ-1) (5)以上圆程证明，只消测定了液体的表面弛力战交战角，即不妨估计出粘附功、铺展系数，从而不妨据此去推断百般潮干局里.还不妨瞅到，交战角的数据也能动做判别潮干情况的依据.常常把θ＝90°动做潮干与可的界限，当θ＞90°，称为没有潮干，当θ＜90°时，称为潮干，θ越小潮干本能越好；当θ角等于整时，液体正在固体表面上铺展，固体被真足潮干.交战角是表征液体正在固体表面潮干性的要害参数之一，由它可相识液体正在一定固体表面的潮干程度.交战角测定正在矿物浮选、注火采油、洗涤、印染、焊接等圆里有广大的应用.决断战效率潮干效率战交战角的果素很多.如，固体战液体的本量及纯量、增加物的效率，固体表面的细糙程度、没有匀称性的效率，表面传染等.准则上道，极性固体易为极性液体所潮干，而非极性固体易为非极性液体所潮干.玻璃是一种极性固体，故易为火所潮干.对付于一定的固体表面，正在液相中加进表面活性物量常可革新潮干本量，而且随着液体战固体表面交战时间的延少，交战角有渐渐变小趋于定值的趋势，那是由于表面活性物量正在各界里上吸附的截止.交战角的测定要领很多，根据间接测定的物理量分为四大类：角度丈量法、少度丈量法、力丈量法，透射丈量法.其中，液滴角度丈量法是最时常使用的，也是最开门见山的一类要领.它是正在仄坦的固体表面上滴一滴小液滴，间接丈量交战角的大小.为此，可用矮倍隐微镜中拆有的量角器丈量，也可将液滴图像投影到屏幕上或者拍摄图像再用量角器丈量，那类要领皆无法预防人为做切线的缺面.本真验所用的仪器JC2000C1静滴交战角/界里弛力丈量仪便可采与量角法战量下法那二种要领举止交战角的测定.三、仪器与药品仪器：JC2000C1界里弛力丈量仪，微量注射器，容量瓶，镊子，玻璃载片，涤纶薄片，散乙烯片，金属片（没有锈钢、铜等）.试剂：蒸馏火，无火乙醇，十二烷基苯磺酸钠（或者十二烷基硫酸钠）十二烷基苯磺酸钠火溶液的品量分数：0.01%，%，%，%，%，%，%，%，%四、真验真量1．观察正在载玻片上火滴的大小（体积）与所测交战角读数的闭系，找出丈量所需的最佳液滴大小.2．观察火正在分歧固体表面上的交战角.3．等温下醇类共系物（如甲醇、乙醇、同丙醇、正丁醇）正在涤纶片战玻璃片上的交战角战表面弛力的测定4．等温下分歧浓度的乙醇溶液正在涤纶片战玻璃片上的交战角战表面弛力的测定5．等温下分歧浓度表面活性剂溶液正在固体表面的交战角战表面弛力的测定液体：十二烷基苯磺酸钠溶液浓度(品量分数)：0.01%%%%%%%%%6．测浓度为%十二烷基苯磺酸钠火溶液液滴正在涤纶片战载玻片表面上交战角随时间的变更.五、真验步调(一) 交战角的测定(1) 启机.将仪器插上电源，挨启电脑，单打桌里上的JC2000C1应用步调加进主界里.面打界里左上角的活动图象按钮，那时不妨瞅到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或者微量注射器牢固正在载物台上圆，安排摄像头焦距到0.7倍（测小液滴交战角时常常调到2倍～2.5倍），而后转动摄像头底座后里的旋钮安排摄像头到载物台的距离，使得图象最浑晰.(3)μμL的样品量最佳.那时不妨从活动图象中瞅到进样器下端出现一个浑晰的小液滴.(4)接样.转动载物台底座的旋钮使得载物台缓缓降下，触碰悬挂正在进样器下端的液滴后下落，使液滴留正在固体仄里上.(5)冻结图象.面打界里左上角的冻结图象按钮将绘里牢固，再面打File菜单中的Save as将图象保存正在文献夹中.接样后要正在20s（最佳10 s）内冻结图像.(6) 量角法.面打量角法按钮，加进量角法主界里，按启初键，挨启之前保存的图象.那时图象上出现一个由二曲线接叉45度组成的丈量尺，利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、左、上、下键安排丈量尺的位子：最先使丈量尺与液滴边沿相切，而后下移丈量尺使接叉面到液滴顶端，再利用键盘上< 战> 键即左旋战左旋键转动丈量尺，使其与液滴左端相接，即得到交战角的数值.其余，也不妨使丈量尺与液滴左端相接，此时应用180°减去所睹的数值圆为精确的交战角数据，末尾供二者的仄稳值.(7)量下法.面打量下法按钮，加进量下法主界里，按启初键，挨启之前保存的图象.而后用鼠标左键逆次面打液滴的顶端战液滴的左、左二端与固体表面的接面.如果面打过失，不妨面打鼠标左键，与消选定.(二) 表面弛力的测定(1)启机.将仪器插上电源，挨启电脑，单打桌里上的JC2000C1应用步调加进主界里.面打界里左上角的活动图象按钮，那时不妨瞅到摄像头拍摄的载物台上的图象.(2)调焦.将进样器或者微量注射器牢固正在载物台上圆，安排摄像头焦距到0.7倍，而后转动摄像头底座后里的旋钮安排摄像头到载物台的距离，使得图象最浑晰.(3)加进样品.不妨通过转动载物台左边的采样旋钮抽与液体，也不妨用微量注射器压出液体.测表面弛力时样品量为液滴最大时.那时不妨从活动图象中瞅到进样器下端出现一个浑晰的大液泡.(4)冻结图象.当液滴欲滴已滴时面打界里的冻结图象按钮，再面打File菜单中的Save as将图象保存正在文献夹中.(5) 悬滴法.单打悬滴法按钮，加进悬滴法步调主界里，按启初按钮，挨启图像文献.而后逆次正在液泡安排二侧战底部用鼠标左键各与一面，随后正在液泡顶部会出现一条横线与液泡二侧相接，而后再用鼠标左键正在二个相接面处各与一面，那时会跳出一个对付话框，输进稀度好战搁大果子后，即可测出表面弛力值.注：稀度好为液体样品战气氛的稀度之好；搁大果子为图中针头最左端与最左端的横坐标之好再除以针头的曲径所得的值.(8)截止与计划列表或者做图表示所得真验截止.收端阐明所得截止的本果表1 火正在分歧固体表面的交战角的丈量(9)思索题1．液体正在固体表面的交战角与哪些果素有闭？问：a仄稳时间；b体系温度；c交战角滞后，其中包罗表面没有匀称战表面没有服；d吸附效率.2．正在本真验中，滴到固体表面上的液滴的大小对付所测交战角读数是可有效率？为什么？问：滴到固体表面上的液体大小对付交战角读数无效率.果交战角只与二二界里（固-气、固-液、液-气）的表面弛力有闭，即杨氏圆程：σs-g=σs-l + σg-l × cosθ而表面弛力θ又只与物量的赋性、温度战压力有闭，所以液体大小对付交战角读数无效率.3．真验中滴到固体表面上的液滴的仄稳时间对付交战角读数是可有效率？问: 滴到固体表面上的液滴的仄稳时间对付交战角读数有效率,当体系已达仄稳时，交战角会变更，那时的交战角称为动交战角，动交战角钻研对付于一些粘度较大的液体正在固体仄里上的震动或者铺展有要害意思（果粘度大，仄稳时间少）.八、参照书籍1．北京大教化教系胶体化教教研组主编. 胶体与界里化教真验. 北京大教出版社. 19932．金丽萍, 邬时浑, 陈大怯. 物理化教真验. 华东理工大教出版社. 2006。

接触角是指在气、液、固三相交点处所做的气-液界面的切线，切线在液体一方的与固-液交接线之间的夹角，是润湿程度的量度.现如今已经广泛应用于石油工业、浮选工业、医药材料、芯片产业、低表面能无毒防污材料、油墨、化妆品、农药、印染、造纸、织物整理、洗涤剂等各个领域.在这种广泛应用的情况下，接触角的测定方法的了解就显得十分有必要了.接下来将会对接触角测定方法做一个简单介绍.Biolin光学接触角测量仪(水滴角测量仪)Theta Flex目前来看，接触角的测试方法主要是有两种：一个是外形图像分析方法；一个是称重法.称重法通常还被称为润湿天平、渗透法接触角测定方法.但是目前来看停用相对广泛、测值更为直接准确的是外形图像分析法.外形图像分析法的原理主要是将液滴滴到固体表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像.再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来.其中涉及到的计算方法主要是基于某数学模型如液滴可视为球或圆锥的一部分，通过测定相关参数直接拟合计算接触角值.Young-Laplace方程描述了封闭界面的内外压力差与界面曲率和张力的关系，可以用来准确描述轴对称的液滴的外形轮廓，从而计算出接触角.了解了接触角的测定方法，在测定中就基本没问题了吗？也不是，大家再一起来了解一下影响接触角测试结果的几个因素：平衡时间、温度.一、平衡时间当体系未达平衡时候，接触角会发生变化，此时的接触角称为动态接触角.动态接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义.二、温度对于温度变化较大的体系，由于表面张力的变化，接触角也会发生变化.以上两种，平衡时间的影响一般是单方向的，但温度的变化可能会造成升高或者降低.接触角的测定方法是接触角测量过程中要明确的内容，不管你是处在哪个行业的，只要涉及到接触角测量，就会用到接触角测定仪，也就需要接触角测定方法的理解.本文对这些内容做了简单的介绍，希望能给大家提供一些方便.。

接触角的测定实验报告实验名称：接触角的测定实验摘要：接触角的测定是重要的表征液体与固体界面性质的方法，也是液体在固体表面上的润湿行为的重要参数。

本实验采用平板法测定液体在固体表面上的接触角。

通过实验测定不同液体在不同固体表面的接触角，并分析其结果，进一步了解液体与固体界面性质。

引言：接触角是液体和固体接触时界面上的一个物理角度，它能够反映液体与固体表面之间的相互作用。

接触角的大小与液体在固体表面上的润湿性有关，通过测定接触角可以了解液体在固体表面上的润湿性能。

接触角的测定根据不同测量方法可分为平板法和斜板法，本实验采用平板法进行接触角的测定。

实验材料与仪器：1.实验材料：水、酒精、甘油、玻璃片、纸片、金属片2.实验仪器：平板法接触角测定装置、显微镜、取样针、量筒、滴管实验步骤：1.准备玻璃片、纸片和金属片，分别清洗并晾干。

2.将玻璃片放在平板法接触角测定装置上，确定固体表面。

3.使用量筒测量一定体积的液体，分别滴在玻璃片、纸片和金属片上。

4.使用显微镜观察液体在不同表面上的形态，并通过装置上的刻度测量接触角的大小。

5.重复实验多次，取平均值，并计算接触角的标准偏差。

实验结果与讨论：根据实验测量得到的数据，我们可以计算不同液体在不同固体表面上的接触角。

以水、酒精和甘油为例，它们在玻璃片上的接触角分别为θ1、θ2和θ3、实验结果显示，水在玻璃片上的接触角较大，约为θ1=70°；酒精在玻璃片上的接触角比水小，约为θ2=40°；甘油在玻璃片上的接触角更小，约为θ3=20°。

这表明水、酒精和甘油在玻璃表面上的润湿性能依次增强。

同样的方法也可以测试其他固体表面和液体的接触角。

接触角的大小与固体表面的亲疏性有关，亲水性表现为接触角较小，亲油性表现为接触角较大。

在实验中，水的接触角较大，说明玻璃片表面具有亲油性；而甘油在玻璃片上的接触角较小，说明玻璃片表面具有亲水性。

这与玻璃表面的化学性质和形貌有关。

影响润湿作用和接触角的因素:固体和液体的性质、固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。

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，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。

(一) 接触角的测定(1) 开机，调焦（将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍（测小液滴接触角时通常调到2倍～2.5倍），然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。

(2) 加样。

一般用0.6μL～1.0μL。

(3) 接样。

旋转载物台底座的旋钮使得载物台慢慢上升，触碰悬挂在进样器下端的液滴后下降，使液滴留在固体平面上。

(4) 冻结图象。

点击界面右上角的冻结图象按钮将画面固定，再点击File菜单中的Save as将图象保存在文件夹中。

接样后要在20s（最好10 s）内冻结图像。

(6) 量角法。

点击量角法按钮，进入量角法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。

这时图象上出现一个由两直线交叉45度组成的测量尺，利用键盘上的Z、X、Q、A键即左、右、上、下键调节测量尺的位置：首先使测量尺与液滴边缘相切，然后下移测量尺使交叉点到液滴顶端，再利用键盘上< 和> 键即左旋和右旋键旋转测量尺，使其与液滴左端相交，即得到接触角的数值。

另外，也可以使测量尺与液滴右端相交，此时应用180°减去所见的数值方为正确的接触角数据，最后求两者的平均值。

(7) 量高法。

点击量高法按钮，进入量高法主界面，按开始键，打开之前保存的图象。

然后用鼠标左键顺次点击液滴的顶端和液滴的左、右两端与固体表面的交点。

如果点击错误，可以点击鼠标右键，取消选定。

(二) 表面张力的测定(1)开机。

将仪器插上电源，打开电脑，双击桌面上的JC2000C1应用程序进入主界面。

点击界面右上角的活动图象按钮，这时可以看到摄像头拍摄的载物台上的图象。

(2)调焦。

将进样器或微量注射器固定在载物台上方，调整摄像头焦距到0.7倍，然后旋转摄像头底座后面的旋钮调节摄像头到载物台的距离，使得图象最清晰。

以下为接触角的测定实验报告，一起来看看吧。

接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一，由它可了解液体在一定固体表面的润湿程度，接触角测定在矿特浮选，注水采油，洗涤，手机玻璃，LED支架，大屏幕等方面都有广泛的作用。

决定和影响润湿作用和接触角的因素有很多，如，固钳的液体的性质及杂质，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。

原则上说，极性固体易为极性液体所润湿，而非极性固体易为非极性液体所润湿。

玻璃是一种极性固体，帮易为水润湿，对于一定的固体表面，在液相中加入表面活性物质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长，接触角有逐渐变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上的吸附的结果。

接触角的定义：界面化学办称表面化学。

所谓。

界面”即相界面，是指三体（气体，液体，固体）之间的极薄的边界层，共性质与品种取决于组成该系统的两体相的聚集状态。

一般可按物质三态-固态、液态和气态一将界面划分为下列五种类型：液-气，液-液，固-气，固-液，固-固。

1 、小于180度大于90度为不润湿，叫疏水润湿角，也叫憎水2 、小于90度大于0度为部分润湿或有限润湿。

也叫亲水润湿角3、完全润湿，这种情况没有接触角产生。

通常所说的疏水性表面是指与水开成较大接触角和低浸温热的表面。

固体表面的吸附作用，固体表面的特点：和液体一样，固体表面上的原子或分子的力场也是不均衡的，所以固体表面也有表面张力和表面能，但固体分子或原子不能自由移动。

因此，固体表面分子移动困难：固体表面不象液体那样易于缩小和变形，因此，固体表面张力的直接测定比较困难，任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面难于收缩，所以只能靠降低界面张力的办法来降低表面能，这也是固体表面能产生吸附作用的根本原因，当然固体表面上的分子或原子不能移动也不是绝对的，在高压下几乎所有金属表面上的原子都会流动，在高温接触熔点时，许多固体表面上的高峰棱角都会变得钝些，或以生熔结现象，在加工或晶体形成过程中，晶体的外表面总要取自由焓最低的晶面才最稳定。

实验二十一静态接触角的测定一、实验目的1、了解接触角和润湿性的意义及两者的关系，了解亲疏水材料的划分。

2、掌握影像分析法测定接触角的原理和实验技术。

二、实验原理1、关于接触角将液体滴于固体表面上，随着体系性质的不同，液体或铺展而覆盖固体表面，或形成一液滴停于其上，如下图所示。

我们把液体与固体平面所形成的液滴的形状用接触角（contact angle）来描述。

准确的接触角是在固、液、气三相交界处，自固液界面经液体内部到气体界面的夹角，通常以θ来表示。

接触角是分析润湿性的一个非常重要的物理化学性质。

θ: 接触角γS : 固体的表面张力值（表面自由能surface energy）γL : 液体的表面张力值γSL : 固体与液体的界面张力值平衡接触角与三个界面自由能之间有如下关系：γS=γL・cosθ+γSL此式最早是T.Young 在1805 年提出的，常称为杨氏方程。

这是润湿的基本公式，亦称为润湿方程，可以看作是三相交界处三个界面张力平衡的结果。

此关系式适用于三相交界处固液、固气界面共切线体系。

具体应用中，我们把接触角大小作为评判润湿性的重要指标。

通常接触角越小，润湿性也就越好。

习惯上，我们把θ=90°定义为润湿与否的标准。

我们把θ＞90°为不润湿（疏水）；θ＜90°为润湿（亲水），平衡接触角不存在或为0，则为铺展。

2、接触角的测定方法对于接触角的检测，有一系列简易、廉价的技术，其中大多数方法均被开发出一些操作简便的仪器。

我们根据直接测定的物理量，将接触角测量技术分为如下四种：（1）影像分析法；（2）插板法；（3）力测量法；（4）透过测量法（主要是粉体接触角）。

通常我们使用两种最常用的方法测试接触角：影像分析法和力测量法（有时也称为Tensiometry，即使用表面张力测量方法测试接触角值）。

但需要注意的是，这两种方法均用于测量没有孔隙的固体表面。

其中，影像分析法用于分析一个测试液静滴（Sessile Drop）滴在固体上后的角度影像；力测量法是用称重传感器测量固体与测试液体间的界面张力，通过换算得出接触角值。

非织造接触角的测定实验报告
报告日期：
实验目的：
本实验旨在测定非织造材料的接触角，以评估其润湿性能，并为相关研究和应用提供依据。

实验材料和仪器：
实验材料：选择一种非织造材料作为被测样品。

仪器设备：接触角测定仪、注射器、液体滴定器、显微镜等。

实验步骤：
步骤一：准备工作
将实验样品切割成合适的尺寸，并进行表面处理（如清洗、研磨等），确保表面干净平整。

准备待测液体，并通过滴定器将液体滴在样品表面。

步骤二：测量接触角
将样品放置在接触角测定仪上，并调整仪器使其水平。

利用注射器或滴定器，将液体缓慢滴落在样品表面，直到形成一个稳定的液滴。

使用显微镜观察液滴的形状，并记录相关数据。

步骤三：数据处理
根据液滴的形状和平台的几何特征，计算得出接触角的数值。

对于重复实验或不同液体，进行平均值和标准差的计算，以获得更准确的结果。

实验结果：
（将实验所得的接触角数值和相关数据进行整理和呈现，可使用表格、图表等形式展示）
结果分析和讨论：
根据实验结果，分析非织造材料的润湿性能，并与其他材料进行比较。

讨论可能的影响因素，如表面处理、材料成分等。

对实验结果的准确性和可靠性进行评估，并提出改进和进一步研究的建议。

实验结论：
根据实验结果和分析，得出对非织造材料润湿性能的结论，并提出相关应用和进一步研究的建议。

接触角的测量[ 实验目的 ]了解实验原理，掌握实验操作，学习测量接触角的方法，了解润湿过程和接触角的实际意义。

[ 仪器用具 ]JC2000C1接触角测量仪、载玻片、注射器、烧杯、蒸馏水[ 原理概述 ]当液滴自由地处于不受力场影响的空间时，由于界面张力的存在而呈圆球状。

但是，当液滴与固体平面接触时，其最终形状取决于液滴内部的内聚力和液滴与固体间的粘附力的相对大小。

当一液滴放置在固体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来，或以与固体表面成一定接触角的液滴存在，如图1所示。

12图1 接触角假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，即θγγγcos ///A L L S A S +=（1）式中γS/A 、γL/A 、γS/L 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ为液体与固体间的界面和液体表面的切线所夹（包含液体）的角度，称为接触角（contact angle ），θ在00-1800之间。

接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度，θ＝90o可作为润湿与不润湿的界限，θ<90o时可润湿，θ>90o时不润湿。

润湿(wetting)的热力学定义是，若固体与液体接触后体系（固体和液体）的自由能G 降低，称为润湿。

自由能降低的多少称为润湿度，用W S/L 来表示。

润湿可分为三类：粘附润湿（adhesional wetting ）、铺展润湿（spreading wetting ）和浸湿（immersional wetting ）。

可从图2看出。

图2 三类润湿（1） 粘附润湿如果原有的1m 2固面和1m 2液面消失，形成1m 2固-液界面，则此过程的W AS/L 为：W AS/L ＝γS/A +γL/A -γS/L（2）（2） 铺展润湿当一液滴在1m 2固面上铺展时，原有的1m 2固面和一液滴（面积可忽略不计）均消失，形成1m 2液面和1m 2固－液界面，则此过程的W SS/L 为：W SS/L ＝γS/A -γL/A -γS/L（3）（3） 浸湿当1m 2固面浸入液体中时，原有的1m 2固面消失，形成1m 2固－液界面，则此过程的W IS/L 为：41. 量角法液滴角度测量法是测量接触角的最常用的方法之一，如图3（a ，b ）所示。

接触角测定国家标准接触角是指液体与固体表面接触时形成的夹角，它是描述液体在固体表面上的润湿性能的重要参数。

而接触角测定则是用来测量这一夹角的方法。

接触角的大小直接影响着液体在固体表面上的展开程度，对于润湿性、液滴形态、表面张力等性质都有着重要的影响。

因此，准确测定接触角对于研究表面性质、润湿性能以及材料科学具有重要意义。

在国际上，对于接触角的测定有着一系列的标准和规范，而在我国，也有相应的国家标准来规定接触角的测定方法和要求。

接触角测定国家标准的制定，是为了保证测定结果的准确性和可比性，为科研和工程应用提供可靠的数据支持。

在进行接触角测定时，必须要严格按照国家标准的要求来进行，以确保测定结果的准确性和可靠性。

国家标准对于接触角测定主要包括了测定方法、仪器设备、试样制备、测定步骤、数据处理等方面的要求。

首先，测定方法是关键的一环，国家标准明确了测定接触角的基本原理和方法，以及适用的范围和限制条件。

其次，仪器设备的选择和使用也是至关重要的，国家标准对于测定仪器的性能指标、校准要求等都有详细规定。

此外，试样的制备和处理也是影响测定结果的重要因素，国家标准对于试样的选择、处理方法、环境条件等都有着具体的要求。

在测定步骤和数据处理方面，国家标准也规定了详细的操作流程和数据处理方法，以确保测定结果的准确性和可靠性。

在实际的接触角测定过程中，严格遵守国家标准的要求是非常重要的。

只有在符合标准要求的条件下进行测定，才能得到准确可靠的测定结果。

因此，在进行接触角测定时，需要认真研读并遵守国家标准的相关规定，确保测定过程的准确性和可靠性。

总之，接触角测定国家标准的制定和执行，对于保证接触角测定结果的准确性和可比性具有重要意义。

只有严格遵守国家标准的要求，才能够保证测定结果的准确可靠，为科研和工程应用提供可靠的数据支持。

因此，我们在进行接触角测定时，务必要认真遵守国家标准的相关规定，以确保测定结果的准确性和可靠性。

胶粘剂接触角测试一、接触角测试原理接触角是表征接触液体和固体表面相互作用的一个重要参数。

接触角越小，表示液体在固体表面上的展开性越好，胶粘剂对固体的粘附性能越强。

接触角的大小受到液体表面张力和固体表面能的影响。

表面张力越小，接触角越小，固体表面能越小，接触角越小。

胶粘剂与不同固体表面的接触角大小不同，也会影响其在不同固体表面上的粘附性能。

接触角测试是通过测量液体在固体表面上的接触角来确定液体和固体之间相互作用的强弱。

常用的接触角测试方法有：垂直法、斜射法、水滴法、涂抹法等。

垂直法是通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。

使用传统的垂直法接触角计算公式为：cosθ=(γ_sg−γ_sl)/γ_l其中，θ为接触角，γ_sg为固体和液体界面的面积折射率，γ_sl为固体和液体间的表面张力，γ_l为液体表面张力。

通过此公式可以计算出液体在固体表面上的接触角大小。

斜射法是通过用激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。

这种方法适用于透明液体和不同曲率的曲面。

水滴法是通过滴一滴水或其他液体在固体表面上，记录下液滴的外形，然后通过测量外形来计算接触角的大小。

这种方法简单，易于操作，适用于大多数液体和固体表面。

涂抹法是通过用定量的胶粘剂在固体表面上涂抹，然后测量液体在固体表面上的接触角来确定胶粘剂与固体表面之间的相互作用力。

这种方法适用于胶粘剂在不同固体表面上的粘附性能测试。

二、接触角测试方法接触角测试的方法有很多种，根据具体的实验要求和胶粘剂的特性选择不同的方法。

1.垂直法：将液滴从垂直方向滴在固体表面上，通过测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。

这种方法适用于透明和不透明液体和固体表面。

2.水滴法：将液滴滴在固体表面上，通过测量液滴的外形和大小来计算接触角的大小。

这种方法适用于透明和不透明液体和不同形状的固体表面。

3.斜射法：通过激光或光学显微镜测量液滴与固体表面的接触角来确定液体与固体之间的相互作用力。

3.1.3.5接触角在测接触角时，采用了两种方法:一是在洁净的矿物磨光片表面和经过选矿药剂处理的矿物磨光片表面上滴上一个水滴，在固液气三相界面上，由于表面张力的作用，形成接触角，然后用聚光灯通过显微镜在屏幕上放大成像，用量角器直接量得接触角的大小。

二是采用Washburn毛细渗透动态法测定粉末的接触角。

测定原理如下式所述：h2＝crσLG cosθt/η（3-8）式中： h－t时间内液体上升高度；σLG－液-气界面张力；η－液体粘度θ－接触角以h2对t作图得一直线，对不同粉末，其它条件相同时， cr为常数，一般取一种θ＝00的物料为基准，先求出常数cr（常用酸洗及焙烧后的石英粉为参照物），然后用待测物料装入同一毛细管，以h2对t作图，即可求出待测物料料之接触角θ。

接触角测定装置见图3-2、图3-3。

图3-2 块状矿物表面接触角测定仪（型号：JC-2000C1）图3-3 粉末矿物接触角测定仪（型号：JF99A）4.2原料微观物理性能4.2.1接触角在两种测接触角的方法中，液滴法是直接测得的角度，接触角越小，表面亲水性越好；而Washburn毛细动态渗透法测得的接触角是一种相对的概念，它是相对于焙烧酸洗过的SiO2的吸水快慢，在这里视焙烧酸洗过的SiO2的接触角为0度，即焙烧酸洗过的SiO2有良好的亲水性。

当用此法测得的接触角越大，该矿石吸水速度越快，一般来说亲水性也越好，但对于孔隙发达的矿石来说，吸水速度快并不意外着亲水性好。

液滴法测得的部分铁矿石接触角见表4-2，Washburn毛细动态渗透法测得的部分铁矿石接触角见表4-3。

由表可知，在液滴法测得的部分矿石接触角中，除了OHN-N-F,OHA-N-F,OHM-N-F,OHM-S 和ZXY-N-F外，其它铁矿石的接触角都较小，因而亲水性较好。

Washburn毛细动态渗透法测得的部分铁矿石接触角中， ORP-S、ZBG-S的接触角较小，分别只有23、20度，表明其吸水速度慢，因而难制粒，这与这两种物料成球性指数K很小是一致的。

接触角测定方法引言：接触角是物体表面与液体或气体之间的接触线与表面法线之间的夹角。

它是表征固体表面性质的重要参数，能够反映固体表面的亲水性或疏水性。

测定接触角的方法有多种，本文将介绍常用的几种接触角测定方法。

一、测角仪法测角仪法是最常见的接触角测定方法之一。

它通过测量液滴在固体表面上的接触线与水平线之间的夹角来确定接触角。

测角仪通常由一组刻度盘、测角尺和支架组成。

测量时，将待测液滴滴在固体表面上，调整测角仪使接触线与测角尺重合，然后读出刻度盘上的角度即可得到接触角。

二、光学法光学法是一种基于光的表面张力测量方法，可以用于测量接触角。

这种方法利用光的反射和透射原理，通过测量光线在液体-固体界面上的反射和折射角度，推导出接触角的数值。

光学方法具有非接触式、高精度等特点，适用于对微小液滴或固体表面进行接触角测定。

三、电容法电容法是一种基于电容变化的接触角测定方法。

它利用电容与液滴的接触面积和间隙之间存在的关系，通过测量电容的变化来计算接触角。

该方法可以在实验室条件下进行，不受环境影响，具有较高的测量精度。

四、自由液面法自由液面法是一种通过测量液体在固体表面上形成的自由液面形状来确定接触角的方法。

该方法通常使用一种称为“滴子”的装置，在固体表面上滴放液滴，并观察液滴的形状。

通过对液滴的形状和重力平衡进行分析，可以计算出液滴的接触角。

五、动态接触角法动态接触角法是一种通过改变固体表面与液体接触的速度来测定接触角的方法。

它通常使用一种称为“接触角计”的装置，通过改变液体滴在固体表面上前进或后退的速度，观察接触角的变化。

该方法适用于测量固体表面上的动态接触角，对于研究固体表面的润湿性能具有重要意义。

结论：接触角的测定方法有多种，每种方法都有其适用的范围和优势。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法进行测量。

通过准确测定接触角，可以更好地了解固体表面的性质，为液体与固体之间的相互作用提供重要参考。

接触角是指在气、液、固三相交点处所做的气-液界面的切线，切线在液体一方的与固-液交接线之间的夹角，是润湿程度的量度.现如今已经广泛应用于石油工业、浮选工业、医药材料、芯片产业、低表面能无毒防污材料、油墨、化妆品、农药、印染、造纸、织物整理、洗涤剂等各个领域.在这种广泛应用的情况下，接触角的测定方法的了解就显得十分有必要了.接下来将会对接触角测定方法做一个简单介绍.Biolin光学接触角测量仪(水滴角测量仪)Theta Lite目前来看，接触角的测试方法主要是有两种：一个是外形图像分析方法；一个是称重法.称重法通常还被称为润湿天平、渗透法接触角测定方法.但是目前来看停用相对广泛、测值更为直接准确的是外形图像分析法.外形图像分析法的原理主要是将液滴滴到固体表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像.再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来.其中涉及到的计算方法主要是基于某数学模型如液滴可视为球或圆锥的一部分，通过测定相关参数直接拟合计算接触角值.Young-Laplace方程描述了封闭界面的内外压力差与界面曲率和张力的关系，可以用来准确描述轴对称的液滴的外形轮廓，从而计算出接触角.了解了接触角的测定方法，在测定中就基本没问题了吗？也不是，大家再一起来了解一下影响接触角测试结果的几个因素：平衡时间、温度.一、平衡时间当体系未达平衡时候，接触角会发生变化，此时的接触角称为动接触角.动接触角研究对于一些粘度较大的液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义.二、温度对于温度变化较大的体系，由于表面张力的变化，接触角也会发生变化.以上两种，平衡时间的影响一般是单方向的，但温度的变化可能会造成升高或者降低.接触角的测定方法是接触角测量过程中要明确的内容，不管你是处在哪个行业的，只要涉及到接触角测量，就会用到接触角测定仪，也就需要接触角测定方法的理解.本文对这些内容做了简单的介绍，希望能给大家提供一些方便.。

吊片法测定接触角的原理吊片法是一种用于测定液滴与固体表面间接触角的方法。

接触角是液滴边缘与固体表面接触时形成的一个夹角，它反映了液滴在固体上的润湿性。

吊片法是通过测量液滴在悬挂状态下的几何形状，来计算接触角的方法。

吊片法测定接触角的原理如下：1. 实验装置悬挂液滴：首先，需要准备一个平整且具有良好润湿性的固体表面，如玻璃。

液滴则是由一个注射器或精密微量滴管滴在固体表面上。

为确保测定的准确性，液滴的大小和形状需要控制在一定范围内。

2. 测量液滴形状：在将液滴滴在固体表面后，等待液滴稳定，并形成一个带有悬挂部分的几何形状。

然后，利用显微镜或高精度相机等设备，对液滴进行观察和测量。

可以测量液滴的直径、高度、底径和表面形态等参数。

3. 接触角的计算：通过测定的液滴形状参数，可以根据Young-Laplace方程来计算液滴与固体表面的接触角。

Young-Laplace方程是描述液滴体系表面张力平衡的方程，它与液滴形状和悬挂部分的几何参数有关。

在吊片法中，液滴悬挂的稳定与接触角之间存在一个平衡关系。

接触角越小，液滴更容易悬挂在固体表面上，表明液滴与固体表面的相互作用更强，润湿性更好。

而接触角越大，液滴更容易滑落下来，表明液滴与固体表面的相互作用更弱，润湿性更差。

吊片法测定接触角的可靠性和准确性取决于实验条件的控制和测量数据的分析。

因此，在进行实验时需要控制液滴的大小和形状，以及固体表面的质量和润湿性等因素。

同时，对测量数据进行合理的处理和分析，以减小误差和提高测量结果的可靠性。

总之，吊片法通过测量液滴在悬挂状态下的几何形状，利用Young-Laplace方程计算接触角，从而评估液滴与固体表面的润湿性。

这种方法在表面科学、润滑学和材料科学等领域有重要的应用价值。

同时，吊片法也可以结合其他方法一起使用，以提高对接触角的准确度和可靠性。