Jan. 25, 2024
水滴角測試是一種常用的表面測量技術,用于研究材料表面的潤濕性和界面特性,以及評估材料表面的處理效果。水滴角(Contactangle,0)是指在氣、液、固三相交界處,固液界面和氣液界面之間的夾角,液體在固體表面上水滴角的大小,可以衡量該液體對其固體表面的潤濕性能,如圖1所示。水滴角測試的原理是將一滴液體滴在待測表面上,然后測量液滴與表面之間的水滴角,即液滴與表面接觸的角度。
圖1 水滴角示意圖
等離子清洗后,表面一般用肉眼很難看出有什么變化,干凈程度的評價在行業(yè)內一般采用SEM的技術進行直觀的表征。很少使用較為量化的測試手段進行評價。一般來說材料其表面原子具有較高的表面能,它們都力圖使自身表面能區(qū)域降低,在宏觀表現即為吸附,采用等離子清洗后消除了表面吸附物,材料表面能又趨于較高狀態(tài),若處理后的表面放置一段時間后,表面由于其吸附作用,又將會導致形成一層污穢物質。因此,對于清洗后具有高表面能的物體表面,可以采用測量水滴角的方式定量測定清洗干凈程度。
水滴角測試是非常實用的檢測方法,它是指使用等離子清洗機處理材料前、后分別向表面滴水,并用專門的水滴角測試儀測量前后角度變化,從而量化表面能量變化與潔凈效果。
測量水滴角的方法有很多種,其中常用的測量方法主要分為量角法、測高法。兩種方法中最為直觀的方法就是量角法,即直接觀測固體表面上的平衡液滴外形,作氣液界面切線;測高法是將液體不斷滴在固體表面上,當固體表面上的液體高度達某一最大值后,隨后的液量增加,只會擴大固液界面面積,在均勻的固體表面上,將形成固定高度的圓形“液餅”。最后通過液面高度、重力加速度、液體密度和液體表面張力即可算出水滴角大小,該方法是一種很實用的水滴角測量方法。水滴角越大,表示液滴在表面上的潤濕性越差;水滴角越小,表示液滴在表面上的潤濕性越好,下圖2為PET材料等離子清洗前后水滴角變化。
圖2 PET材料等離子清洗前后水滴角對比
等離子清洗對于不同的材料水滴角標準都是不一樣的, 一般來說水滴角越小,說明等離子清洗的效果越好,表面潤濕性能就越好。一般來說,高分子塑料類清洗完水滴角在20-60°左右,不同類型塑料不太一樣,像PTFE這類比較難處理的塑料,水滴角可能會在40°以上,玻璃,金屬類等離子清洗完水滴角一般能到10°以下,甚至接近0°。
以上就是關于等離子清洗水滴角標準的介紹,通過水滴角的測量,將等離子清洗后的表面干凈程度用水滴角的方式定量表示出來,更有效的說明干凈的程度,而不僅僅停留在觀察儀器的直觀表征,使得等離子清洗效果更加具有理論說服力。
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