您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
會(huì)員.png)
8
科普|接觸角的工業(yè)應(yīng)用
接觸角是衡量該液體對(duì)材料表面潤(rùn)濕性能的重要參數(shù)。通過接觸角的測(cè)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(cè)量技術(shù)不僅可用于常見的表征材料的表面性能, 而且接觸角測(cè)量技術(shù)在石油工業(yè)、浮選工業(yè)、醫(yī)藥材料、芯片產(chǎn)業(yè)、低表面能無毒防污材料、油墨、化妝品、農(nóng)藥、印染、造紙、織物整理、洗滌劑、噴涂、污水處理等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線穿過液體與固-液交界線之間的夾角θc。
當(dāng)θc=0，潤(rùn)濕；
當(dāng)θc﹤90°，部分潤(rùn)濕或潤(rùn)濕，親水；
當(dāng)θc=90°，是潤(rùn)濕與否的分界線；
當(dāng)θc﹥90°，不潤(rùn)濕，疏水；
當(dāng)θc=180°，*不潤(rùn)濕。
超疏水：接觸角θc>150°叫超疏水。超疏水超疏油納米涂層應(yīng)用在基材表面，滴水實(shí)拍圖片，水接觸角大于170度。
超親水：接觸角θc小于10°叫超親水。實(shí)際使用中，接觸角在5°以下就能有防霧效果。
接觸角的工業(yè)應(yīng)用：
任何兩相物體相接處時(shí)，接觸面的表面張力就表現(xiàn)為界面張力。用表示。
當(dāng)氣體在水中固體表面附著并達(dá)到平衡時(shí)，任意兩相之間的界張力
可以看出，當(dāng)3個(gè)力達(dá)到平衡時(shí)，有如下的平衡方程式，即：
固氣= 固液+ 液氣
式中，固氣、液氣和固液分別為固-氣、和固-液界面的表面張力(或表面自由能)；為接觸角。這一平衡狀態(tài)方程式楊氏在1805年確定的，稱為楊氏方程。
上式表明，接觸角式三個(gè)相界面自由能的函數(shù)，它既與礦物表明性質(zhì)有關(guān)，也與液相、氣相的界面性質(zhì)有關(guān)。凡是能夠因其任何三相界面自由能改變的因素，都可以影響礦物表面的潤(rùn)濕性。
接觸角度量與礦物可浮性的關(guān)系。根據(jù)楊氏方程，由θ的大小，可以度量不同礦物潤(rùn)濕程度的高低。 當(dāng)θ液氣，液滴被拉開，沿礦物表面展開，礦物表面被潤(rùn)濕，表現(xiàn)為親水。
當(dāng)θ>90°，固氣< 液氣，液滴收縮，沿礦物表面聚集成珠狀，礦物表面不易被潤(rùn)濕，表現(xiàn)為疏水。
θ=90°，cosθ=0，規(guī)定為疏水表面與親水表面的分界線。當(dāng)θ=0，cos θ=1，固體被液體完全潤(rùn)濕。
當(dāng)θ=180°，cosθ =-1，液滴對(duì)固體完全不潤(rùn)濕。
即接觸角愈大，cos θ愈小，其可浮性愈好。并且cos θ值介于-1~1之間，于是對(duì)礦物的潤(rùn)濕性與可浮性的度量定義為
潤(rùn)濕性=cosθ
可浮性=1-cosθ
接觸角與礦物可浮性之間的關(guān)系式：接觸角愈大，cos θ值就愈小，其潤(rùn)濕性愈弱，則可浮性愈好；反之，接觸角愈小，cos θ值就愈大，其潤(rùn)濕性愈強(qiáng)，則可浮性愈差。
礦物接觸角可以測(cè)得，下表列出了部分礦物的接觸角測(cè)定值，依據(jù)接觸角可大致判斷各種礦物的天然可浮性。
部分礦物接觸角測(cè)定值
接觸角測(cè)量?jī)x的作用：
1、液滴和固體的靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角(前進(jìn)角和后退角)和滾動(dòng)角；
2、分析固體表面的表面能，及其極性和色散力組成和分布；
3、單纖維樣品的接觸角及其表面能；
4、通過振蕩滴法測(cè)量液體界面粘彈特性，測(cè)量表面活性劑表面的表面馳豫、損耗和存儲(chǔ)模量和表面粘度，研究乳液和泡沫的穩(wěn)定性；
5、測(cè)量液體的表面張力，可以在多種溫度、濕度、壓力和其它特殊條件下進(jìn)行。
接觸角測(cè)量?jī)x的應(yīng)用：
1、評(píng)價(jià)表面處理的效果；
2、粘合與涂層過程中粘附力與穩(wěn)定性研究；
3、塑料、玻璃、陶瓷、紙材、木料或金屬的潤(rùn)濕性測(cè)試；
4、晶片和微電子產(chǎn)品的質(zhì)量控制；
5、表面潔凈度測(cè)試。
接觸角測(cè)量?jī)x
細(xì)節(jié)展示
細(xì)節(jié)展示