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分析接觸角測量儀如何實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)測量
  • 發(fā)布日期:2019-09-26      瀏覽次數(shù):951
    • 接觸角測量儀分析如何實現(xiàn)測量靜態(tài)和動態(tài)接觸角

        楊氏方程式僅適用于具有光滑,惰性,均勻和無孔表面的理想固體。然而,表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性通常存在于實際表面上,因此,接觸角的準(zhǔn)確確定是具有挑戰(zhàn)性的,因為表面凹凸可能會導(dǎo)致接觸角滯后。靜態(tài)接觸角通常被定義為各個接觸角測量的平均值。然而,由于真實表面的不規(guī)則性,這可能會導(dǎo)致很大的誤差。動態(tài)接觸角是可能的接觸角范圍的極值,并且當(dāng)三相邊界運動時它們發(fā)生。動態(tài)接觸角提供有關(guān)表面形貌和均勻性的信息。

      如何測量靜態(tài),動態(tài)接觸角?

        將固體表面連接到平衡鉤上并浸入測試液體中以計算前進的接觸角。然后將固體從測試液體提起,并且可以計算后退角度。

        有兩種測量動態(tài)接觸角的方法,圓法和橢圓法。動態(tài)接觸角可以通過使用分配器擴大(前進接觸角)和減?。ê笸私佑|角)液滴尺寸或通過傾斜樣品臺來測量,使得樣品和位于其頂部的液滴傾斜。

        傾斜支架也可用于測量表面的滾降角度。滾降角是指液滴從表面滾下的固體表面的傾斜角度。滾降角度主要用于表征超疏水表面。

        各種材料是研究流體行為的科學(xué)領(lǐng)域(液體和氣體)接觸角行為。流體顯著不同在微型設(shè)備中由于表面與體積的增加比。因素如表面張力和流體阻力開始統(tǒng)治制度。接觸角是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域正處于研究實驗室進入的階段產(chǎn)品。相比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的氣相色譜,這些芯片較小尺寸并且需要較低的液體體積,導(dǎo)致更少的浪費,更低的試劑成本和更少的診斷所需的樣品。更快的分析和響應(yīng)時間也可以實現(xiàn)擴散距離和快速加熱和冷卻。幾個不同功能,如樣品預(yù)處理,分離和檢測可以集成在同一個芯片上。由于表面與體積的比例高,表面起著關(guān)鍵的作用本質(zhì)上是疏水性的底物。接觸角度利用測量來有效性和穩(wěn)定性的測試。接觸角測量也是用作質(zhì)量控制工具,例如評價質(zhì)量微流控芯片上的功能涂層。

        實現(xiàn)了不同的靜態(tài)接觸角通過等離子體處理和表面涂層。呈現(xiàn)結(jié)果可以得出結(jié)論,支柱具有顯著的效果在填充時間較高的接觸角值。然而當(dāng)靜態(tài)接觸角低時,效果不明顯。一些金屬(例如鋁或鎂)涂覆有鈍化氧化物層并且在粘合劑接觸之前需要激活處理。作為假體材料的鈦也經(jīng)過預(yù)處理,以提高生物相容性,這是由于生物材料(例如膠原)的增加的粘附力。各種處理方法影響表面自由能或粗糙度的增加,由此潤濕性和粘附性都得到改善。

        我們的測量儀器可以根據(jù)與多種液體的接觸角來測量表面自由能。這樣做時,表面自由能的極性和色散部分都被確定。結(jié)合測量涂層物質(zhì)的表面張力,這可以確定粘附力的工作作為粘附的量度。通過分別測量相鄰相,可以使涂層物質(zhì)的組成與預(yù)處理過程匹配。

        當(dāng)潤濕過程中的接觸角(前進角)與脫濕時的接觸角(后退角)比較時,可以看到粗糙度對潤濕性的影響。

        如果要回答靜態(tài)接觸角和動態(tài)接觸角的區(qū)別問題,可以從概念上去進行分析。靜態(tài)接觸角:當(dāng)液體在固體表面達到平衡時,氣液的界線與液固的界線之間的夾角稱為接觸角,此時為靜態(tài)接觸角;而動態(tài)接觸角,有多種狀態(tài)定義:其一,對于讓處于非平衡狀態(tài)的液滴在固體表面上自由鋪展,動態(tài)接觸角又分為前進角和后退角,這里可以適當(dāng)附上前進后退角的概念,測試前進后退角是針對于疏水材料,親水材料測試無意義。其二,液體在固體表面接觸角隨時間變化而變化的過程,也是動態(tài)接觸角。以上可以看出,靜態(tài)和動態(tài)接觸角區(qū)別分別是在液滴平衡和非平衡狀態(tài)下去做的實驗測試。

      產(chǎn)品特點(Product features)
      1. 主機采用高強度航空鋁合金結(jié)構(gòu)搭配模塊化設(shè)計理念,集成芯片電路控制,采納接觸角設(shè)備的設(shè)計精華與配置,保證儀器具的穩(wěn)定性;
      2. 采用工業(yè)級密集可調(diào)LED冷光源系統(tǒng)(壽命25000H以上),保證成像更清晰,同時避免額外熱度所導(dǎo)致的小液滴揮發(fā);

      3. 采用高性能工業(yè)機芯,遠焦工業(yè)級遠心變焦變倍鏡頭,工作距離長基本可達到圖像無失真情況,確保的成像效果;
      4. 采用USB2.0標(biāo)準(zhǔn)接口,數(shù)據(jù)傳輸速度快,兼容性高,成像穩(wěn)定性強;
      5. 提供的接觸角測量校準(zhǔn)樣,確保儀器的性,角度校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)片3°5°8° ;60°90°120°;115°(選配);
      6. 采集系統(tǒng)設(shè)計靈活,適用于絕大部分測量環(huán)境,簡單應(yīng)付多種復(fù)雜的樣品表面測量;
      7. 擁有接觸角分析方法,滿足所有種類液滴成像的擬合,其中包括*的微分橢圓與微分圓特殊液體成像擬合方法;

      8. 軟件已實現(xiàn)全自動擬合避免人為操作造成的誤差;
      9. 具備雙邊接觸角測量快速擬合功能,更全面量分析液體與固體的表面潤濕性能、更準(zhǔn)確的分析表面的實際潤濕情況;

      10. 動態(tài)拍攝、視頻快速測試數(shù)據(jù),可以連續(xù)性記錄測試接觸角的變化,再由軟件自動批量擬合;
      11. 軟件自動生成報告,其中涵蓋Word形式、Excel形式、譜圖形式等多種數(shù)據(jù)報告;

      12.  具備多種可選配功能件
      13.  已有眾多針對大尺寸樣品的成功案例。

      技術(shù)參數(shù):

      全自動接觸角測量儀主機

      外形尺寸

      690mm(長)*380mm(寬)* 680mm(高)

      重量

      43KG

      電源

      220V / 60HZ

      光源系統(tǒng)

      光源

      密集LED可調(diào)節(jié)藍色基調(diào)工業(yè)級冷光源

      壽命

      使用壽命達貳萬伍仟小時以上

      注射單元

      注射器

      配套高精密石英注射器、容量500μL

      滴液

      軟件控制自動進液,精度高達0.01μL

      注射單元移動

      軟件自動升降行程60mm;  左右30mm

      采集系統(tǒng)

      CCD

      高速工業(yè)級芯片、25幀/S、130W像素

      鏡頭

      0.7-4.5倍高清工業(yè)級連續(xù)變倍式顯微鏡

      采集系統(tǒng)調(diào)節(jié)

      前后50mm(3mm微調(diào))、視角角度可調(diào)(平視、俯視、仰視、360°旋轉(zhuǎn)等多視角觀察)

      樣品臺裝置

      工作臺面尺寸

      120mm*150mm(可根據(jù)實際樣品尺寸定制)

      樣品尺寸

      6

      樣品臺移動

      前后移動 自動,行程200mm,精度0.01mm
      左右移動 自動,行程200mm,精度0.01mm
      上下移動 手動,行程30mm,精度0.01mm

      分析軟件

      接觸角測量范圍

      0-180°

      接觸角測量精度

      ±0.1°

      表界面張力測量范圍

      0-2000mN/m

      表界面張力測量精度

      0.01 mN/m

      分析軟件功能

      1、接觸角測量分析軟件自動擬合法(一鍵自動擬合,

         不存在人工誤差)包括:圓法擬合、橢圓/斜 橢圓擬合法、LY、微分橢圓法/微分圓法

      2、動態(tài)接觸角擬合(批量擬合多張圖像)包括:潤濕性能測、視頻連續(xù)擬合計算;

      3、表面能計算

      4、表界面張力測量

      5、前進后退角測量

      6、粘附功

      7、自動樣品批量測量方案設(shè)置功能(支持樣品的測試方案設(shè)定及調(diào)取自動測試方案)

      8、 樣品方案設(shè)定:可根據(jù)實際樣品尺寸規(guī)格在軟件中設(shè)置測量方案,后續(xù)如有同款產(chǎn)品可直接調(diào)取已存儲方案直接開展測試

      9、一鍵式多點測量(可多次循環(huán)):自動進樣→自動接液→軟件自動完成測量→自動換下一個點位

      10、可針對不同樣品設(shè)置測量方案并可保存,方便下次再次測量同一類樣品時直接調(diào)取測量

       

       

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