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接觸角測量儀采用約束停滴法及懸滴法測量超低界面張力值

點擊次數:2036    發布時間:2022-09-26 00:00:00

 接觸角測量儀通常而言是指采用影像分析法測試液滴輪廓的方法分析接觸角的儀器,其實現方式為采用探針液體滴到固體表面后,分析輪廓的圖像并采用如阿莎算法等界面化學的方法測量出相應的接觸角值。20世紀40年代自Zisman教授提出采用量角器法(Goniometer)可以分析接觸角值以來,事實上目前主要的商業化的“接觸角測量儀”廠家,特別是中國的儀器廠商仍以量角器的核心方法,如圓擬合、橢圓擬合或切線法(曲線擬合)為主。而自因如此,我們只能視其為簡單的量角器,而應用于表面張力或界面張力測值,這些量角器只有采用基于BA表的Select Plane法。無論是程度還是測量精度上,Select plane法均是非常落后的。20世紀80年代A.W.Neumann教授團隊提出了擬合Young-Laplace方程并應用于測量表面張力或界面張力的方法,開創了現代界面化學分析的先河,將表面張力、界面張力和接觸角測量分析真正引導向“界面化學”領域,同時,大大提升了測值精度,數據可靠性與性。

上海梭倫歷經10年以上研發,基于Young-Laplace方程擬合算法,開創性的提出了阿莎算法(ADSA-RealDrop),實現了非軸對稱條件下的接觸角測量技術,同時將表面張力和界面張力的測值精度、靈敏度均進行了提升。

懸滴法測試超低界面張力

 

約束停滴法界面張力

采用懸滴法測試液-液界面張力值實驗時,特別是低(≤5mN/m)甚至超低界面張力(0.01mN/m或0.001mN/m)時,通常需要:

1、采用高速相機拍攝液滴脫離時的圖像,如上圖所示。

在測試過程中,我們發現低或超低界面張力時,懸滴的液滴通常會不受控制地往下滴落,且速度非常快。

 

因而,大部分情況下或者拍不到液滴的圖像,或者形成如下的液滴,無法測準或測到的界面張力值。

懸滴法測試超低界面張力

而在采用高速攝像機時,則可以很輕易的完成如下圖所示的采用接觸角測量儀測試超低界面張力的圖片的捕捉。

懸滴法超低界面張力

2、約束停滴法用于測試界面張力以及超低界面張力

懸滴法應用于測試低0.1mN/m以下的樣品時事實上存在非常高的難度的,主要在于如上所提及的液滴的形狀不易取得,同時,液滴的滴落不易控制等等原因。因而,作為變換方法,約束停滴法是測試低或超低界面張力的。

 

束停滴法在求解Young-Laplace方程過程中事實上同樣必須要求非軸對的液滴輪廓分析技術,因而,從技術上來講,只有上海梭倫的阿莎算法可以滿足要求。

同時,我們提醒一下,阿莎為上海梭倫的注冊商標,阿莎算法我公司已經申請并獲得了國家發明,號為:ZL201110244512.9。請認準上海梭倫阿莎商標以及技術。對于商標、以及如上文字的著作權,本公司保留一切權利。侵權必究。

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