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液滴的秘密:PGX+接触角测量仪,精准揭示材料表面特性

2024年2月6日阅读时间:5 分钟

TQC Sheen

接触角测试

液滴的秘密:PGX+接触角测量仪,精准揭示材料表面特性

 

在追求理解材料润湿性的过程中,无论您是在研究瓦楞纸的表现,还是太阳能电池的特性,深入了解材料的表面张力不可忽视。接触角,即液滴与固体表面相交的角度,是解读这一润湿性的关键工具。通过接触角测量,我们能够迅速、非侵入性地确定液滴的表面张力,从而揭示液体在表面上的吸附和展开行为。

然而,在深入讨论接触角测量仪的应用之前,了解表面的污染、粘附、表面能以及可印性等方面的详细信息同样重要。在这一过程中,接触角测量仪成为一项关键的测试和检测解决方案。便捷的接触角测量设备提供了一种非破坏性的测试方法,通过测量液滴在表面上的接触角,提供了解材料特性的有力工具。

从接触角测量仪的应用出发,工业物理将带您深入探讨,如何利用这一技术来深入了解材料的润湿性,并提供快速而精准的测试结果。在工业应用中,这些测量结果对于确保材料的质量、性能以及可靠性至关重要。

 

什么是接触角测量仪?及其工作原理

 

接触角测量仪,有时也称为表面张力计,用于测量涂料、清漆等液体的表面张力。不过,之所以它们也经常被称为接触角接触角测量仪,是因为它们在使用接触角法确定表面的润湿性时具有额外的应用。

接触角测量仪使用接触角法定量测量表面润湿性。接触角法用于测量表面张力,即液滴与固体表面相遇的角度,通常通过液滴的形状进行测量。

不同表面张力导致水滴形状的差异。通常,表面层的内聚力使水滴呈球形。然而,液滴也容易发生形变,研究这些变形可以揭示有关表面张力的信息。表面张力较低的液体通常会迅速蒸发,而表面张力较高的液体则蒸发速度较慢。

我们可以检查气体、液体和固体相交的三相边界,以确定形成的角度。这为液体对固体的润湿提供了几何定义,并可以用杨氏方程表达:γSV = γSL+ γLV cosθ。

其中:

θ 是接触角,即液滴与固体表面的交点处形成的角度。

γLV是液体与气体(大气)之间的表面张力。

γSV是固体与气体(大气)之间的表面张力。

γSL是固体与液体之间的表面张力。

这个方程表达了液滴在固体表面上的静态平衡条件。在平衡状态下,表面张力的合力使得接触角保持稳定。该方法还测量了固体表面的特性表面自由能(SFE)和表面张力。液体的表面张力相当于固体的SFE,而接触角可以用于确定两者。在此测试中使用的探针液体可能会影响结果,因此设置接触角测量仪以记录测试中使用的材料是至关重要的。

 

如何使用接触角测量仪测量表面张力?

 

要使用接触角测量仪执行动态测试,如测量表面张力或表面润湿性,首先需要将参数输入接触角测量仪,包括液滴大小、沉积方法、启动延迟和采样率。然后,可以将接触角测量仪直接放在样品表面上,并设置使用其内置摄像头拍摄一系列照片。一旦照片被拍摄,接触角测量仪的软件将分析接触角并返回结果。

PGX+接触角测量仪

最早的接触角接触角测量仪是手动操作的,使用显微镜的目镜,用户必须自己记录测量值。而现代接触角接触角测量仪使用摄像机捕捉液滴形状,并使用软件分析其角度。这意味着结果被传输到个人电脑上,用户可以快速轻松地确定所有重要数据。

 

接触角测量仪与材料测试

 

接触角测量仪也在材料测试领域发挥着关键作用。通常,接触角的测试使用去离子水进行,通过测量液滴在材料表面形成的接触角,从而评估液体与固体的相互作用。然而,这并不是其唯一的应用范围。接触角测量仪具有多样化的测试液体选择,使其能够适应不同材料的测试需求。

所以,接触角测量仪不仅仅局限于液体的表面张力测量,它们还可广泛应用于测试不同材料的表面性质。纸板、瓦楞纸、钢、铝等材料都可以通过接触角测量仪来进行深入的测试。通过分析液滴在这些材料表面形成的接触角,我们能够更全面地了解材料的润湿性、表面张力和自由能等关键特性,为材料科研和质量控制提供了有力的工具。

 

工业物理 TQC Sheen PGX+便携式接触角测量仪

 

需要计算您的水性漆在您的包装和基材上的分布情况吗?需要对涂层的质量,或材料表面的吸收特性进行质量测试吗?您可以通过工业物理旗下TQC Sheen PGX+便携式接触角测试来实现这些测试。

PGX+便携式接触角测试仪最早是瑞典Fibro System AB公司的明星产品,经过数十年经验证的高效使用,目前归属于工业物理旗下荷兰TQC Sheen品牌。PGX+ 便携式接触角测试仪提供了一个小型测试环境,这款巧妙的便携式接触角测试仪通过电子、视频和接触角功能支持您的质量控制过程。只需将设备放置在样品上,然后按下开始即可启动测量。无需准备单独的样品。通常使用去离子水进行测试。然而,使用其他液体也是可能的。

PGX+手持式接触角测量仪的特性就是便携且精准。其摄像头每秒最多可以拍摄80张照片,允许准确测量液滴的静态和动态接触角,以及表面张力和表面自由能(SFE)。它非常适用于定义质量控制的多种表面特性。它可以测量标准液体在各种表面上的静态和动态接触角,包括纸和纸板、太阳能电池板、挡风玻璃、金属圆柱等。

PGX+ 便携式接触角测试仪是执行动态测试(如吸收测试)的理想仪器。在测试期间,该装置连接到计算机。特殊软件提供可选测试的可访问概览,让操作员完全控制。液滴大小、沉积方法、启动延迟和采样率只是一些可调整的参数。而测试数据会立即传输到计算机,可以存储和分析图片和数据。这种直接反馈允许快速调整测试设置。可以立即进行调整以改善结果。测试结果可以深入了解表面的污染程度、附着力、表面能和可印刷性。

 

接触角测量仪与国际标准

 

接触角测量仪在设计时考虑到了各种不同应用的需求,因此有多种不同形式和配置。它们专门用于适应不同领域的测试要求,其中柔性包装、油墨和涂料行业是一些重要的应用领域。在这些领域,有一些主要的国际标准被广泛采用,以确保测试的准确性和可比性。

一些与纸的表面润湿性有关的关键标准包括 ASTM D724 和 TAPPI T458,它们通过接触角法提供了对纸张表面润湿性的标准测试方法。此外,涉及到电晕处理聚合物薄膜的 ASTM D5946 标准则利用水接触角测量,为电晕处理聚合物薄膜的性能提供了标准的测试程序。

在选择工业物理的PGX+便携式接触角测量仪时,我们引以为傲的是它符合主要的国际标准,其中包括 ASTM D724、TAPPI T458 和 ASTM D5946。这确保了您使用PGX+测量仪时获得的测试结果具有高度的可靠性和可信度,满足行业标准要求。

 

细化到测试的每个角度:PGX+接触角测量仪

 

通过深入讨论接触角测量仪的应用,我们窥见了材料润湿性的深层次理解。有了工业物理旗下PGX+便携式接触角测量仪,我们不仅能够迅速、准确地测试液滴表面张力,更可以深入了解材料的污染、粘附、表面能和可印性等重要特性 ✨

PGX+的便携性、精准性以及符合国际标准的设计,使其成为材料测试和质量控制的理想选择,长青数十年。PGX+适用于多种材料的测试,为不同工业领域提供了强大的解决方案。

在接触角测量的世界里,PGX+不仅是一台仪器,更是对材料科研和工业应用的承诺。液滴的奥秘值得更深入的探索。工业物理也将更进一步,持续助力工业创新与发展 💪🏻

 

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