裝飾材料接觸角

概述（Summary）

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，此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ，接觸角測(cè)量是表面性能檢測(cè)的主要方法

裝飾材料接觸角測(cè)試儀是采用光學(xué)成像的原理，設(shè)備采用圖像輪廓分析方式測(cè)量樣品表面接觸角、潤(rùn)濕性能、表界面張力、前進(jìn)后退角、表面能等性能，設(shè)備采用全自動(dòng)進(jìn)液裝置，性價(jià)比高、拓展性強(qiáng)、功能全面、可滿足各種常規(guī)測(cè)量需求，目前已經(jīng)使用在眾多高校院所及企業(yè)。

應(yīng)用（Application）

接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，在手機(jī)制造、玻璃制造、表面處理、材料研究、化學(xué)化工、半導(dǎo)體制造、涂料油墨、電子電路、紡織纖維、生物等領(lǐng)域，接觸角測(cè)量已經(jīng)成為了一項(xiàng)評(píng)估表面性能的儀器。

（部分測(cè)試功能需要選購(gòu)附件完成）

1. 液體在固體表面的鋪展、滲透、吸收等潤(rùn)濕行為，座滴法測(cè)量靜態(tài)接觸角；

2. 材料在固體表面的前進(jìn)角、后退角、接觸角滯后、滾動(dòng)角、動(dòng)態(tài)接觸角測(cè)量；

3. 吸收材料的連續(xù)實(shí)時(shí)研究及過(guò)程記錄，接觸角隨時(shí)間變化曲線分析；

4. 各種材料的接觸角測(cè)量，如粉末、彎曲曲面、超疏水/超親水樣品；

5. 附著滴法測(cè)試材料浸沒(méi)在液體中的接觸角測(cè)試；

6. 懸滴法測(cè)量各種液體表界面張力及其極性、色散分量；

7. 計(jì)算固體表面自由能（Surface free energy），及其極性色散分量分析；

分析體在固體表面的粘附功（Adhersion），評(píng)估固體表面均勻性、清潔度等。

如上圖、接觸角測(cè)量?jī)x主要由光源、注射單元、樣品臺(tái)、采集系統(tǒng)、分析軟件五大部分組成，設(shè)備采用光學(xué)成像的原理。

光源采用密集LED冷光設(shè)計(jì)，發(fā)光均勻，圖像清洗，壽命長(zhǎng)；

注射單元采用高精度注射泵進(jìn)液，由軟件定量定速控制，滴液穩(wěn)定，精度高達(dá)0.01微升；

樣品臺(tái)采用三維手動(dòng)精調(diào)平臺(tái)，操作靈活，定位準(zhǔn)確，樣品臺(tái)可根據(jù)實(shí)際樣品尺寸定制；

采集系統(tǒng)采用黑白CCD相機(jī)，拍攝穩(wěn)定，圖像清晰，真實(shí)可靠，鏡頭采用工業(yè)級(jí)配置，0.7-4.5倍放大可調(diào)，成像無(wú)畸形失真；

分析軟件功能強(qiáng)大，具備一鍵式全自動(dòng)擬合能力，滿足各種液滴形態(tài)的準(zhǔn)確擬合;

界面接觸角檢測(cè)儀

1)當(dāng)θ=0，*潤(rùn)濕；
2)當(dāng)θ﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕；
3)當(dāng)θ=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線；
4)當(dāng)θ﹥90°，不潤(rùn)濕；
5)當(dāng)θ=180°，*不潤(rùn)濕。
潤(rùn)濕性問(wèn)題與采礦浮選、石油開(kāi)采、紡織印染、農(nóng)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。

接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ，是潤(rùn)濕程度的量度。若θ<90°，則固體是親液的，即液體可潤(rùn)濕固體，其角越小，潤(rùn)濕性越好；若θ>90°，則固體是憎液的，即液體不潤(rùn)濕固體，容易在表面上移動(dòng)，不能進(jìn)入毛細(xì)孔。

    3. 通俗概括

接觸角并不復(fù)雜，就是液滴在固體表面自然形成的半圓形態(tài)相對(duì)于固體平面的外切線。接觸角的應(yīng)用非常廣泛，甚至可以說(shuō)涉及到身邊的每個(gè)細(xì)節(jié)，比如我們希望汽車(chē)玻璃上不沾雨水、但反之我們希望汽車(chē)鋼板上的油漆脫落。其他比如農(nóng)藥和蔬菜葉面、涂料和內(nèi)外墻面、絕緣油和絕緣材料、納米材料表面改性等等，從教學(xué)科研、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)到日常生活，舉不勝舉。

運(yùn)用領(lǐng)域

運(yùn)用 教育科研  化妝品、選礦、造紙、衛(wèi)生、建筑材料、環(huán)境保護(hù)、海洋、化工、石油、噴涂、油漆油墨、印染、紡織、光學(xué)、液晶顯示器  太陽(yáng)能等行業(yè)
1.   接觸角測(cè)量范圍：0～180°

2.   滾動(dòng)角測(cè)量范圍：0～360°(選配，如需要可以選擇SCI3000F型)

3.   接觸角分辨率：0.01°

4.   接觸角測(cè)值精度：±0.1°(θ/2 法)

5.   表面張力測(cè)試方法：懸滴法

6.   表面張力測(cè)試范圍：0～1000mN/m

7.   表面張力測(cè)試分辨率：0.01mN/m

8.   儀器尺寸及重量：245Wx530Dx450H  mm  12 kg

9.   電源：AC220—240V  50HZ
（一） 樣品臺(tái)及其控制：
1、樣品臺(tái)移動(dòng)：三維控制，XY行程：手動(dòng)±50mm 精度：0.1mm  Z行程：手動(dòng) 25mm 精度：0.01mm

2、樣品臺(tái)大?。?0*100mm

3、樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)：360°滾動(dòng)角測(cè)試平臺(tái) (選配)

4、儀器水平控制：樣品臺(tái)水平控制、鏡頭水平控制和整機(jī)四腳水平

（二） 進(jìn)液系統(tǒng)及其控制：
1、進(jìn)液系統(tǒng)：手控制注射泵系統(tǒng)

2、進(jìn)液器： 50ul、100ul進(jìn)樣器一套

3、針頭： 0.7mm 標(biāo)準(zhǔn)針頭、0.14mm超細(xì)針頭及疏水針頭一套

4、進(jìn)樣器控制：XY 行程：手動(dòng) 12.5mm*12.5mm  0.01mm精度

               Z行程：手動(dòng)25mm 0.01mm精度 實(shí)現(xiàn)移液及焦距對(duì)焦功能

5、進(jìn)樣模式：程序設(shè)置進(jìn)樣區(qū)域，多點(diǎn)自動(dòng)按序拍攝，統(tǒng)一分析計(jì)算，自動(dòng)得到數(shù)據(jù)，一鍵出結(jié)果。

（三） 成像系統(tǒng)及其控制：
1、鏡頭控制：一維俯仰控制

2、鏡頭：高性能工業(yè)連續(xù)放大鏡頭，0.7-5X光學(xué)放大，有效像素55 -320 pixel/mm

3、相機(jī)系統(tǒng)：工業(yè)級(jí)超低照度CCD系統(tǒng)（專業(yè)），放大倍數(shù)可達(dá) 60 倍

4、水平解析度：750線，0.0005Lux照度

5、相機(jī)通訊：進(jìn)口芯片系列CCD，25幀/秒（60幀/秒）的速度，或更高幀率

6、分辨率（低）：1280*1024

7、背景光：連續(xù)可調(diào)亮度LED冷光源 ，50個(gè)左右高亮度LED燈，亞克力遮光片技術(shù)，發(fā)光均勻。

軟件指標(biāo)：
1、接觸角分析方法:

6種： 量高法、五點(diǎn)擬合法、量角法、插板計(jì)算法、懸滴擬合法、自動(dòng)影像分析法等

2、可測(cè)靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角（滾動(dòng)角）、前進(jìn)接觸角、后退接觸角、液滴表面張力、表面自由能和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

3、接觸角數(shù)據(jù)取得方式：全自動(dòng)測(cè)值和人工修整相結(jié)合。按測(cè)試，軟件自動(dòng)拍照-查找敏感點(diǎn)-計(jì)算接觸角值-顯示計(jì)算結(jié)果，整個(gè)過(guò)程無(wú)須人工干預(yù)，以降低人為因素影響

4、接觸角量測(cè)技術(shù)：數(shù)學(xué)模型擬合與真實(shí)液滴外廓實(shí)際量測(cè)相結(jié)合，解決非對(duì)稱圖像測(cè)值問(wèn)題

5、測(cè)試液滴狀態(tài)，共4種：懸滴法(Pendant Drop/測(cè)表面張力)、停滴法(Sessile Drop)（2/3態(tài)）、氣泡虜獲法、插板法等

6、曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

7、動(dòng)/靜態(tài)接觸角測(cè)試，可測(cè)試前進(jìn)和后退角，傾斜角和滾動(dòng)角值（需要加配旋轉(zhuǎn)平臺(tái)）

8、拍攝圖像方法：?jiǎn)螐埢?0幀/秒連續(xù)拍攝

9、左右接觸角值分別計(jì)算與比較功能，軟件自動(dòng)求取平均接觸角

10、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能：備份、壓縮、導(dǎo)出EXCEL表格，測(cè)值以及曲線擬合結(jié)果均可保存到導(dǎo)出的圖片上，直觀明了。

11、視頻錄相功能：錄制AVI格式影視圖像，可用于PPT文件制作

12、多種表面自由能估算模型，至少有9種表面自由能估算模型，不但能分析低能固體表面，也能分析高能固體表面