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      技術(shù)文章

      接觸角的概念

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      接觸角(contact angle)是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線(xiàn),此切線(xiàn)在液體一方的與固-液交界線(xiàn)之間的夾角θ,是潤濕程度的量度。

      液體在固體材料表面上的接觸角, 是衡量該液體對材料表面潤濕性能的重要參數。通過(guò)接觸角的測量可以獲得材料表面固-液、固-氣界面相互作用的許多信息。接觸角測量技術(shù)不僅可用于常見(jiàn)的表征材料的表面性能, 而且接觸角測量技術(shù)在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、醫藥材料、芯片產(chǎn)業(yè)、低表面能無(wú)毒防污材料、油墨、化妝品、農藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處等領(lǐng)域有著(zhù)重要的應用

      若θ<90°,則固體表面是親水性的,即液體較易潤濕固體,其角越小,表示潤濕性越好;若θ>90°,則固體表面是疏水性的,即液體不容易潤濕固體,容易在表面上移動(dòng)。至于是否液體能進(jìn)入毛細管,這個(gè)還與具體液體有關(guān),并非所有液體在較大夾角下*不進(jìn)入毛細管。

          

      潤濕過(guò)程與體系的界面張力有關(guān)。一滴液體落在水平固體表面上,當達到平衡時(shí),形成的接觸角與各界面張力之間符合下面的楊氏公式(Young Equation):

      γSV = γSL + γLV×cosθe

      由它可以預測如下幾種潤濕情況:

      1)當θ=0,*潤濕;

      2)當θ﹤90°,部分潤濕或潤濕;

      3)當θ=90°,是潤濕與否的分界線(xiàn);

      4)當θ﹥90°,不潤濕;

      5)當θ=180°,*不潤濕。

      毛細現象中液體上升、下降高度h。h的正負表示上升或下降。

      浸潤液體上升,接觸角為銳角;不浸潤液體下降,接觸角為鈍角。

      上升高度h=2*表面張力系數/(液體密度*重力加速度g*液面半徑R)。

      上升高度h=2*表面張力系數*cos接觸角/(液體密度*重力加速度g*毛細管半徑r)。

      潤濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農藥加工、感光膠片生產(chǎn)、油漆配方以及防水、洗滌等都有密切關(guān)系。

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