LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀是基于視頻光學(xué)圖像分析測量原理的接觸角、表面張力/表面能、潤濕性和其它相關(guān)表面屬性的分析測量儀器，從液體在固體表面的接觸角、潤濕性的測量，到固體表面自由能的計(jì)算分析，再到液體表面/界面張力的準(zhǔn)確測定，它具有多樣化的測量性能，詳細(xì)介紹如下：

? 接觸角自動測量

      軟件具有成像清晰度判別功能，測量接觸角時(shí)能夠自動尋找基線、自動擬合輪廓。支持捕獲氣泡法測量模式。

? 動態(tài)接觸角的測量

      可以選用插針法或傾斜臺法測量前進(jìn)角和后退角，使用專用的Truedrop算法能夠更加準(zhǔn)確的測量不對稱液滴的接觸角。

? 滯留力和動態(tài)接觸角同步測量

      滯留力能夠直接反映液體和固體之間界面上的相互作用力。利用滯留力和動態(tài)接觸角同步測量功能，可以分析滯留力和液滴形狀變化等因素之間的相互關(guān)系，應(yīng)用于潤濕特征分析和液滴流體動力學(xué)研究。

? 全自動傾斜臺測量滾動角

      全自動傾斜臺和視頻系統(tǒng)由軟件控制，自動記錄傾斜過程中液滴的形狀變化，傾斜角度和位置移動，自動測量滾動角、前進(jìn)角和后退角等相關(guān)參數(shù)。

? 非接觸式注射功能

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀具有非接觸式注射功能，這種注液方式避免了液滴在注射針頭上的粘附，解決了向超疏水材料表面轉(zhuǎn)移液滴的問題。

? 單一纖維的接觸角測量

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀可以在同一臺儀器上完成普通平面材料和單一纖維材料的潤濕接觸角測量。

? 兩種方法計(jì)算粉末或多孔材料的接觸角并分析潤濕性

      I: Washburn法分析親水粉末的潤濕性并計(jì)算接觸角；

      II: 高速視頻系統(tǒng)完成粉末或多孔材料對液體吸收過程的連續(xù)錄像，并自動計(jì)算全過程的接觸角數(shù)值。

? 俯視法接觸角測量

      俯視法接觸角測量解決了凹表面接觸角和超親表面極小接觸角測量的難題，并在各向異性材料接觸角測量和多角度潤濕動態(tài)行為觀察方面具有明顯優(yōu)勢。俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法聯(lián)用可以同時(shí)對同一液滴進(jìn)行接觸角測量。

? 表面能的計(jì)算和粘附功的分析

      固體表面自由能測量軟件包括了多種表面自由能數(shù)值及其組成計(jì)算方法，粘附功分析軟件可以進(jìn)一步分析粘附功。

? 雙液滴接觸角測量

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀具備兩種液體同時(shí)注射，一鍵式測量接觸角的功能，這明顯提高了進(jìn)行大量固體材料表面能測量實(shí)驗(yàn)的工作效率

? 表面張力的測量

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀使用懸滴法對液體的表面張力或界面張力進(jìn)行測量。

? 振蕩滴方式測量界面擴(kuò)張流變

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀既可以做液-液界面的振蕩又可以做氣-液界面的氣泡振蕩。振蕩頻率 0.0005---10Hz，振蕩過程中自動進(jìn)行液滴體積補(bǔ)償，實(shí)時(shí)計(jì)算并跟蹤模量測量結(jié)果，支持變頻率振蕩。

? 全自動臨界膠束濃度(CMC)測量

      LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀配置兩個(gè)連續(xù)注射單元時(shí)可使用表面張力法進(jìn)行全自動臨界膠束濃度的測量，測量過程在程序自動控制下進(jìn)行，避免了吊片法測量時(shí)活性劑分子在鉑金片上吸附時(shí)產(chǎn)生的影響，是測量臨界膠束濃度的理想方法。

       LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀多樣化的測量功能，結(jié)合其杰出的性價(jià)比，為測量和分析各種液/流/固-界面體系提供了一款專業(yè)和通用的工具，使得其可以廣泛應(yīng)用于多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，為材料科學(xué)、膠體與界面化學(xué)及液滴流體動力學(xué)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室提供了更加專業(yè)，更加高效的解決方案。

德國LAUDA Scientific公司生產(chǎn)的視頻光學(xué)接觸角測量儀不僅可以準(zhǔn)確可靠地完成接觸角、滾動角、表面自由能和表界面張力等常用的測量任務(wù)，而且在高速動態(tài)、多功能測量方面顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢。

滯留力測量功能是LAUDA Scientific視頻光學(xué)接觸角測量儀獨(dú)特的標(biāo)志性測量功能。此外LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀選配相應(yīng)的附件測量模塊可以完成單一纖維接觸角測量，俯視法接觸角測量，界面擴(kuò)張流變測量，全自動臨界膠束濃度測量（CMC）等特殊任務(wù)。LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀所涉及的詳細(xì)測量功能如下：

1. 自動測量接觸角

軟件具有成像清晰度判別功能，測量接觸角時(shí)能夠自動尋找基線、自動擬合輪廓。支持捕獲氣泡法測量模式。選用程序模板操作時(shí)軟件顯示操作向?qū)В梢酝瓿梢绘I測量。對于材料表面特殊形狀或結(jié)構(gòu)形成的彎曲基線，可使用手動模式測量。

2. 動態(tài)接觸角的測量

可以選用插針法或傾斜臺法測量前進(jìn)角和后退角，使用專用的Truedrop算法能夠更加準(zhǔn)確的測量不對稱液滴的接觸角。

3. 滯留力和動態(tài)接觸角同步測量

LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀配置滯留力旋轉(zhuǎn)臺時(shí)固體材料固定在旋轉(zhuǎn)臺之上，在快速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下置于材料表面上的液滴，受離心力驅(qū)動產(chǎn)生橫向水平滑動的趨勢，迫使液滴形狀發(fā)生變化。當(dāng)離心驅(qū)動力達(dá)到Z大滯留力數(shù)值的時(shí)候，液滴沿材料表面發(fā)生橫向水平滑動。在這一動態(tài)過程中，儀器利用視頻同步觸發(fā)技術(shù)準(zhǔn)確的抓拍到液滴形狀和位置變化的一系列照片并記錄相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度，通過軟件自動處理得到滯留力數(shù)據(jù)以及前進(jìn)接觸角和后退接觸角的變化曲線和Z大值。滯留力能夠直接反映液體和固體之間界面上的相互作用力。

利用滯留力和動態(tài)接觸角同步測量功能，可以分析滑動過程中滯留力和液滴形狀變化等因素之間的相互關(guān)系。

4. 非接觸式注射功能

LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀能夠利用注射泵推進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖推射液體，使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式避免了液滴在注射針頭上的粘附，解決了向超疏水材料表面轉(zhuǎn)移液滴的問題。

5. 全自動傾斜臺測量滾動角

 全自動傾斜臺和視頻系統(tǒng)由軟件控制，自動記錄傾斜過程中液滴的形狀變化，傾斜角度和位置移動，自動測量滾動角、前進(jìn)角和后退角等相關(guān)參數(shù)。

6. 測量單一纖維的接觸角

單一纖維潤濕接觸角的測量經(jīng)常應(yīng)用在復(fù)合材料和特殊功能材料領(lǐng)域。不同于微升級液滴在平面材料上的接觸角測量，單一纖維測量需要特殊的理論計(jì)算方法和高放大倍數(shù)的顯微光學(xué)鏡頭等特殊附件。LAUDA Scientific視頻光學(xué)接觸角測量儀可以在同一臺儀器上完成普通平面材料和單一纖維材料的潤濕接觸角測量。

7. 記錄并分析粉末或多孔材料對液體的吸收過程

高速視頻系統(tǒng)可以完成粉末或多孔材料對液體吸收過程的連續(xù)錄像，并自動計(jì)算全過程的接觸角變化數(shù)值。
8. 俯視法測量接觸角

在已知液體表面張力和密度的前提下，LAUDA Scientific視頻光學(xué)接觸角測量儀能夠準(zhǔn)確控制液滴體積并利用俯視模塊從正上方向下對液滴成像，能精確測量三相接觸線或液滴Z大直徑處周邊線的形狀尺寸，利用Laplace-Young模型計(jì)算得到接觸角數(shù)值。

俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法聯(lián)用可以同時(shí)對同一液滴進(jìn)行接觸角測量。俯視法解決了凹表面接觸角和超親表面極小接觸角測量的難題，并在各向異性材料接觸角測量和多角度潤濕動態(tài)行為觀察方面具有明顯優(yōu)勢。

9. 表面能的計(jì)算和粘附功的分析

固體表面自由能測量軟件包括了多種表面自由能數(shù)值及其組成計(jì)算方法，粘附功分析軟件可以進(jìn)一步分析粘附功。涉及到一般表面、低能表面、高能表面、等離子體處理表面等實(shí)際應(yīng)用。

 
10. 雙液滴接觸角測量

在測量固體表面能的時(shí)候往往需要至少兩種不同的標(biāo)準(zhǔn)液體，LAUDA Scientific接觸角測量儀具備兩種液體同時(shí)注射，一鍵式測量接觸角的功能，這明顯提高了進(jìn)行大量固體材料表面能測量實(shí)驗(yàn)的工作效率。

11.測量表面張力

LAUDA Scientific接觸角測量儀使用懸滴法對液體的表面張力或界面張力進(jìn)行測量。測量方法符合國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 19403-3/ISO 19403-4和德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 55660-3。軟件使用優(yōu)化的Young-Laplace算法全自動計(jì)算張力，具有更快的動態(tài)計(jì)算速度，與高速注射單元聯(lián)用時(shí)能對極短壽命的界面進(jìn)行動態(tài)張力測量。
12. 振蕩滴方式測量界面擴(kuò)張流變

界面擴(kuò)張流變研究是對表面活性物質(zhì)界面可溶膜實(shí)施規(guī)律性的擾動，記錄界面張力響應(yīng)，測量粘彈模量等參數(shù)，通過數(shù)據(jù)處理和理論分析，Z終獲得界面膜性質(zhì)的豐富信息。LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀既可以做液-液界面的振蕩又可以做氣-液界面的氣泡振蕩。

13. 全自動臨界膠束濃度（CMC）測量

LAUDA Scientific接觸角測量儀配置兩個(gè)連續(xù)注射單元時(shí)可使用表面張力法進(jìn)行全自動臨界膠束濃度的測量，其中一個(gè)注射單元進(jìn)行不同濃度溶液的配置，另一個(gè)注射單元連續(xù)形成液滴，測量全過程在程序自動控制下工作，而且避免使用吊片法測量時(shí)活性劑分子在鉑金片上吸附時(shí)產(chǎn)生的影響，是測量臨界膠束濃度的理想方法。

LAUDA Scientific接觸角測量儀以其強(qiáng)大的測量功能，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、界面化學(xué)和膠體化學(xué)等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，是科研工作者的有力工具。

光學(xué)接觸角測量儀LSA MOB-P是LAUDA Scientific公司生產(chǎn)的一款基于俯視法的在線接觸角測量設(shè)備，它可以獨(dú)立運(yùn)行或被整合到已有的在線測量系統(tǒng)中，用于實(shí)時(shí)測量樣品表面的接觸角、潤濕性、潔凈度等，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的在線控制。

在線接觸角測量儀LSA MOB-P具有如下特征：

? 不受樣品尺寸的限制

? 不受樣品形貌的限制

? 可以測量平整的、凹凸的表面

? 可以測量測量點(diǎn)周圍有視線障礙的表面

? 可以準(zhǔn)確、可靠地測量低至0度的接觸角

? 測量時(shí)，可與樣品表面保持高達(dá)25mm的距離

? 全自動測量

? 測量的結(jié)果可以通過TTL信號，或者軟件接口形式反饋

? 測量速度快，可以在約1-2秒內(nèi)完成一個(gè)測量

在線接觸角測量儀LSA MOB-P的測量性能：

? 固體表面接觸角測量；

? 固體表面表面能測量和評估；

? 表面潔凈度或表面經(jīng)過處理效果評估；

? 樣品表面的親水/疏水性評估；

? 凹曲面的接觸角或潤濕性測量、評估；

? 在線全自動測量/質(zhì)量監(jiān)視和控制。

        臨界膠束濃度(CMC)是用于測量和表征表面活性劑的重要參數(shù)，必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。所有測量CMC的方法中，基于表面界面張力測量CMC的方法是常見的一種。傳統(tǒng)上，采用DuNoüy環(huán)法或Wilhelmy片法來確定表界面張力，但無論是DuNoüy環(huán)法或Wilhelmy片法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。Wilhelmy片法遇到的問題是表面活性劑分子會吸附在Wilhelmy板金屬(通常是鉑金)表面上，這會導(dǎo)致明顯的測量誤差，甚至可能會影響溶液中表面活性劑的濃度。DuNoüy環(huán)法原則上僅適用于單組分（即純凈）液體，當(dāng)涉及表面活性劑時(shí)，通常難以徹底清潔環(huán)，此外，也不可能獲得特定的動態(tài)或平衡狀態(tài)相對應(yīng)的表面張力值。

        與傳統(tǒng)測量方法形成鮮明對比，德國LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀采用光學(xué)懸滴分析法測量臨界膠束濃度(CMC)，LSA系列光學(xué)接觸角測量儀配備CMC擴(kuò)展模塊，可實(shí)現(xiàn)CMC全自動測量。與傳統(tǒng)的基于力學(xué)天平法測量CMC相比，它提供了WM的全新測量方法和全自動測量設(shè)備，功能強(qiáng)大，操作簡單，可應(yīng)用于科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)。 

        與傳統(tǒng)測量方法相比，光學(xué)懸滴分析法在準(zhǔn)確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都具有明顯的優(yōu)勢:

1) 較高的JD和相對精度：0.1%（JD）或0.01%（相對）；

2) 非常廣泛的測量范圍：從約10-3到幾千mN/m；

3) WM的適用于測量表面和界面張力；

4) 全自動、無需監(jiān)測即可完成測量；

5) 可暫停、中斷，并繼續(xù)測量；

6) 終點(diǎn)濃度在測量完成后仍可擴(kuò)展；

7) 適用于各種表面活性劑；

8) 一次測量即可確定靜態(tài)CMC以及動態(tài)CMC。

( 本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可。) 

        滯留力測量是通過對放置在固體材料表面上的液滴施加水平橫向離心力驅(qū)動其發(fā)生形變和zuizhong發(fā)生滑動的測量方法，滯留力測量功能是LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀LSA100/LSA200具有的特色測量功能之一。

        LSA100/LSA200配置滯留力旋轉(zhuǎn)臺時(shí)，固體材料固定在旋轉(zhuǎn)臺之上，在快速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下置于材料表面上的液滴，受離心力驅(qū)動產(chǎn)生橫向水平滑動的趨勢，迫使液滴形狀發(fā)生變化。當(dāng)離心驅(qū)動力達(dá)到zuida滯留力數(shù)值的時(shí)候，液滴沿材料表面發(fā)生橫向水平滑動。在這一動態(tài)過程中，儀器利用視頻同步觸發(fā)技術(shù)準(zhǔn)確的抓拍到液滴形狀和位置變化的一系列照片并記錄相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度，通過軟件自動處理得到滯留力數(shù)據(jù)以及前進(jìn)接觸角和后退接觸角的變化曲線和ZD值。滯留力能夠直接反映液體和固體之間界面上的相互作用力。

       滯留力和動態(tài)接觸角可同步測量，利用滯留力和動態(tài)接觸角同步測量功能，可以分析滑動過程中滯留力和液滴形狀變化等因素之間的相互關(guān)系。

滯留力測量功能可完成以下測量：

|| 測量材料表面對液滴的zuida水平滯留力

|| 分析滯留力與液體張力、液滴形狀及動態(tài)接觸角等之間的關(guān)系

|| 分析動態(tài)潤濕過程

滯留力旋轉(zhuǎn)臺的技術(shù)參數(shù)：

|| max離心力（加速度）：40 g

|| 轉(zhuǎn)速范圍：0---800 rpm

|| 旋轉(zhuǎn)加速度：1---100 rpm/s

|| 轉(zhuǎn)臺直徑：160 mm

|| 位置分辨率（可選件）：0.01mm 

       使用光學(xué)接觸角測量儀測量接觸角首先需要將液滴轉(zhuǎn)移到被測樣品表面，但是由于某些樣品的超疏水特性，液滴總是粘附在注射針頭的頂端，很難轉(zhuǎn)移到樣品表面。如果過分增大液滴的體積，利用重量把液滴轉(zhuǎn)移下來，則過大的液滴會增加準(zhǔn)確測量接觸角的難度。有人不得不用手指輕彈注射針抖落液滴，但這不是規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作。非接觸式注射液體是目前解決這個(gè)問題的有效辦法。

       非接觸式注液是指在注射器上安裝一個(gè)針嘴，LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀LSA100能夠利用注射泵推進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的脈沖推射液體，使液滴直接落到樣品表面上。這種注液方式避免了液滴在注射針頭上的粘附，徹底解決了液滴向超疏水材料表面轉(zhuǎn)移的問題。

       非接觸式注液打破了傳統(tǒng)注射單元只能控制注射速度的局限，將注射速度和注射加速度結(jié)合在一起，使得超疏水材料接觸角測量的zui大障礙—液滴“包針”問題得以解決。

       近日，東方德菲公司工程師赴山西師范大學(xué)功能配合物實(shí)驗(yàn)室成功安裝調(diào)試一臺德國LAUDA Scientific GmbH生產(chǎn)的LSA100光學(xué)接觸角測量儀，姚如心老師主要從事有關(guān)膜材料性能研究的科研項(xiàng)目，涉及范圍廣泛，科研時(shí)間較長，水平較高。LSA100配備了非接觸式加液單元、滾動角測量和滯留力測量等功能，給科學(xué)研究提供了一大助力。

       LSA100光學(xué)接觸角測量儀配備了滯留力旋轉(zhuǎn)臺，實(shí)時(shí)跟蹤液滴在樣品上發(fā)生形變進(jìn)而產(chǎn)生滑動的過程，與滾動角旋轉(zhuǎn)臺搭配對研究更有幫助。許多樣品上滴一滴液滴進(jìn)行測量，看起來挺疏水的，但在做滾動角時(shí)即使在90°時(shí)也不發(fā)生滾動，說明液滴與樣品的粘滯力還是很強(qiáng)的。引進(jìn)滯留力旋轉(zhuǎn)臺不僅能夠做親水材料也能做疏水材料的研究。

       北京東方德菲儀器有限公司已走過近20個(gè)年頭，一直致力于為科研工作者提供得心應(yīng)手的科研儀器和高水平的專業(yè)售后服務(wù)。未來也會不忘初心，為更多的科研工作者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和高水準(zhǔn)的儀器設(shè)備，愿合作共贏！

       近日，北京東方德菲儀器有限公司為國際知名音響制造商美國哈曼國際公司（Harman）與其部件供應(yīng)商英瑟泰科緊密注塑有限公司、英普億塑膠電子有限公司，丹東華塑精密科技有限公司等單位先后安裝調(diào)試了4臺德國LAUDA Scientific品牌的LSA100接觸角測量儀。哈曼國際公司技術(shù)部門經(jīng)過實(shí)驗(yàn)評估，認(rèn)為接觸角測量能夠?yàn)楣芸刈⑺墚a(chǎn)品和金屬件的質(zhì)量提供準(zhǔn)確定量并且快速有效的檢測方法，LSA100接觸角測量儀用真實(shí)可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取代了傳統(tǒng)定性的達(dá)因液測量方法，能夠更加有效的控制質(zhì)量，降低產(chǎn)品的不合格率。

       由于樣品的特殊性，這幾套儀器都配置了俯視測量系統(tǒng)，俯視測量系統(tǒng)可對凹陷樣品表面進(jìn)行測試，且不受樣品尺寸大小或形貌的限制。

       在培訓(xùn)時(shí)，東方德菲公司的工程師全面介紹了LSA100接觸角測量儀的功能，并詳細(xì)的為客戶講解了該儀器的使用方法和操作要領(lǐng)，獲得了客戶的一致好評，同時(shí)也為東方德菲公司的儀器在注塑行業(yè)應(yīng)用積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，以便為相關(guān)客戶提供更加專業(yè)的服務(wù)。

近幾年來，國內(nèi)的接觸角測量儀這個(gè)小的專業(yè)領(lǐng)域也跟其他很多行業(yè)一樣，在一些企業(yè)的帶動下，逐步進(jìn)入了“ 低品質(zhì)，低價(jià)格”競爭的怪圈中。這種惡意的價(jià)格競爭阻止了接觸角測量儀的發(fā)展。要想走出這個(gè)怪圈。接觸角測量儀的新功能開發(fā)才是未來的發(fā)展方向。

我們會分多次給大家介紹接觸角測量儀的新功能：

1 俯視和側(cè)視相結(jié)合同時(shí)測量接觸角的功能，該功能突破了傳統(tǒng)側(cè)視測量的方法，把接觸角的測量從”點(diǎn)“測量拓展到了“ 點(diǎn)+線” 的同時(shí)測量。

2 非接觸式注射功能 該功能突破了傳統(tǒng)注射單元只能控制注射速度的瓶頸。實(shí)現(xiàn)了電動注射單元的注射速度和加速度的雙重控制。該功能為超疏水材料的測量提供了有利的幫助。

 3 雙液滴同時(shí)注射同時(shí)計(jì)算的功能 該功能突破時(shí)傳統(tǒng)的單一液滴注射的模式，實(shí)現(xiàn)了同體積不同液滴的同時(shí)注射，使“一鍵式”測量固體表面自由能變成了現(xiàn)實(shí)。

接觸角測量儀開發(fā)出的新功能才有助于接觸角的升級換代，才有助于接觸角測量儀未來市場的發(fā)展和提升，我們繼續(xù)向大家介紹接觸角的ZX功能—滯留力測量。

在傳統(tǒng)的接觸角測量儀上增加了滯留力專用旋轉(zhuǎn)臺和視頻同步觸發(fā)系統(tǒng)，使實(shí)時(shí)動態(tài)滯留力的測量變成了現(xiàn)實(shí)。

固體材料固定在滯留力專用旋轉(zhuǎn)臺之上，在快速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下置于材料表面上的液滴，受離心力驅(qū)動產(chǎn)生橫向水平滑動的趨勢，迫使液滴形狀發(fā)生變化。當(dāng)離心驅(qū)動力達(dá)到ZD滯留力數(shù)值的時(shí)候，液滴沿材料表面發(fā)生橫向水平滑動。在這一動態(tài)過程中，儀器利用視頻同步觸發(fā)技術(shù)準(zhǔn)確的抓拍到液滴形狀和位置變化的一系列照片并記錄相對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度，通過軟件自動處理得到滯留力數(shù)據(jù)以及前進(jìn)接觸角和后退接觸角的變化曲線和ZD值。滯留力能夠直接反映液體和固體之間界面上的相互作用力。

利用滯留力和動態(tài)接觸角同步測量功能，可以分析滑動過程中滯留力和液滴形狀變化等因素之間的相互關(guān)系。

滯留力測量--動態(tài)測量與力測量的完 美結(jié)合更能準(zhǔn)確表達(dá)潤濕過程的實(shí)際應(yīng)用，例如：農(nóng)藥在葉面的潤濕與滯留； 飛機(jī)表面除冰，水下相互作用力測量等等。

專用旋轉(zhuǎn)臺的引入和視頻觸發(fā)系統(tǒng)的改進(jìn)，整體提升了接觸角測量儀的品質(zhì)，將其帶入到了第二代接觸角測量儀的新時(shí)代。

       德國LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀采用光學(xué)懸滴分析法測量臨界膠束濃度(CMC)，CMC擴(kuò)展模塊可適配于LSA系列所有光學(xué)接觸角測量儀，基于全自動懸滴分析（faPDA）方法，可實(shí)現(xiàn)CMC全自動測量。 與市場上傳統(tǒng)的基于力學(xué)天平的方法相比，它提供了全新的測量方法和全自動測量設(shè)備，功能強(qiáng)大，操作簡單。可應(yīng)用于科學(xué)研究、產(chǎn)品開發(fā)和工業(yè)生產(chǎn)。

       CMC擴(kuò)展模塊主要由雙注射泵，一或兩個(gè)電磁攪拌器以及軟件包組成。

測量可以完全自動進(jìn)行而無需監(jiān)測。而且，無論出于何種原因，您都可以中斷或暫停測量過程，稍后可以再繼續(xù)測量。測量完成后，發(fā)現(xiàn)最初設(shè)置的濃度終點(diǎn)不夠高，您可以添加額外步驟以擴(kuò)展?jié)舛确秶?/p>

       通過IFT與濃度的曲線，可以輕松確定CMC值和其他相關(guān)參數(shù)。

       通過測量IFT與時(shí)間和濃度的變化關(guān)系，不僅可以確定IFT與濃度[ IFT（c）] 在準(zhǔn)平衡態(tài)（靜態(tài)）下的關(guān)系以獲得相應(yīng)的靜態(tài)CMC值，而且還可以測量在任何表面/界面形成時(shí)間點(diǎn)的IFT與濃度的相關(guān)性，以獲得全面的IFT /表面活性劑濃度/界面形成時(shí)間[ IFT（c，t）] 的關(guān)系，從而得到CMC數(shù)值與時(shí)間(界面形成時(shí)間)的曲線，即動態(tài)CMC數(shù)值曲線 CMC (t)。后者在諸如高速印刷，發(fā)泡等快速動態(tài)工業(yè)過程中極其重要。

簡單總結(jié)一下，基于faPDA的CMC模塊的一些獨(dú)特功能：

|| 全自動，無需監(jiān)測即可完成測量；

|| 可暫停、中斷，并繼續(xù)測量；

|| 終點(diǎn)濃度在測量完成后仍可擴(kuò)展；

|| 適用于各種表面活性劑；

|| 一次測量即可確定靜態(tài)CMC以及動態(tài)CMC。

技術(shù)參數(shù) :

表面/界面張力精度；準(zhǔn)確度；測量范圍：0.01%； 0.1%；10-3 – 2000 mN/m.

表面活性劑的濃度范圍：母液濃度0 –70%

濃度節(jié)點(diǎn)數(shù)：無限制

測量模式：靜態(tài)CMC，動態(tài)CMC

測量時(shí)間長度：從大約30分鐘到幾個(gè)小時(shí)（取決于參數(shù)設(shè)置）

        纖維在液體基質(zhì)中的潤濕行為在紡織工業(yè)和高級纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的制造中起著重要作用。纖維樣品的尺寸可能介于外徑5μm（如超細(xì)纖維）至數(shù)毫米（如金屬絲等）之間，由于纖維樣品的圓柱形狀和微小直徑，液滴表面在接近三相接觸點(diǎn)時(shí)會急劇變化，甚至出現(xiàn)拐點(diǎn)（座滴的輪廓在平面樣品上永遠(yuǎn)不會出現(xiàn)拐點(diǎn)），導(dǎo)致直接在纖維樣品上測量接觸角通常比在平面上要困難得多。

        單一纖維的接觸角，是基于對單絲上單個(gè)液滴的直接微觀觀測，通過液滴的輪廓采用完全不同的計(jì)算算法來確定接觸角。

        用于描述和計(jì)算液滴在單絲（DoF）體系接觸角的數(shù)學(xué)模型，是基于與測量常規(guī)座滴接觸角相同的Laplace-Young方程（參見下圖的公式）。然而，邊界條件的選取有很大差別，這導(dǎo)致液滴的輪廓完全不同。如果可以精確測量液滴的長度l 和高度 h，則可以根據(jù)系統(tǒng)方程計(jì)算接觸角，該方程稱為ZD液滴長-高法（MLH）。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，很難精確測量液滴ZD長度l，特別是對于直徑小于15μm的超細(xì)纖維，因?yàn)楹茈y從視覺上或數(shù)學(xué)上明確的識別纖維表面的三相接觸點(diǎn)。然而，接觸角的數(shù)值即使對液滴長度l值中的微小誤差也相當(dāng)敏感。

        為了克服這一困難，LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀的SurfaceMeter軟件采用了多種計(jì)算方法，通過DoF體系的液滴外形來計(jì)算接觸角。除了ZD液滴長-高法之外，它還提供了廣義液滴長-高法（GLH）。GLH法不僅通過(l, h)數(shù)值對確定接觸角的值，而且還根據(jù)許多其它輪廓坐標(biāo)對確定接觸角的值。因此，采用整個(gè)液滴輪廓進(jìn)行計(jì)算，而不僅僅是MLH法那樣只使用兩個(gè)，這使得該方法更加可靠和精確。

        直徑小于15μm的微纖維上的液滴體積通常小于100pl（皮升），因此，這類測量需要使用特殊的皮升注射單元。此外，還需要適用于微纖維的高倍光學(xué)系統(tǒng)和特殊樣品臺。

        除DoF法外，LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀還提供了另一種光學(xué)方法，用于研究直徑范圍從幾微米到幾毫米的單絲的潤濕行為，這就是所謂的Liquid-Bridge Meniscus (LBM)液橋法。

與DoF法相比，LBM法可以測量大于90度的接觸角。LBM法也考慮了重力因素，因此這種方法可用于測量任意尺寸的單絲。此外，由于有足夠多的液相，因此液體的蒸發(fā)對于LBM法來說根本不是問題，而對于DoF來說則是一個(gè)嚴(yán)重的問題。

        借助DoF法和LBM法，LAUDA Scientific為客戶提供了目前市場上ZJ的單一纖維測量方法，用于研究從微米級的超細(xì)纖維到毫米級的圓棒的潤濕性。借助于粉末和多孔樣品模塊（POM），超細(xì)纖維也可以作為纖維束進(jìn)行研究。

( 本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可)。 

近日，我司工程師在旭川化學(xué)（蘇州）有限公司成功安裝調(diào)試一臺德國LAUDA Scientific公司生產(chǎn)的光學(xué)接觸角測量儀LSA100。旭川化學(xué)主要從事聚氨酯及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，光學(xué)接觸角測量儀LSA100以高標(biāo)準(zhǔn)、高精度的優(yōu)勢完成粘合劑和聚氨酯材料之間的潤濕性的檢測。參加培訓(xùn)的工程師都對儀器操作簡便、多功能化、精度高表示贊賞。

光學(xué)接觸角測量儀LSA100是一款性價(jià)比較高的產(chǎn)品，它以測量靜態(tài)接觸角、表面張力為基礎(chǔ)，可以擴(kuò)展成一臺測量滯留力、滾動角、震蕩/擴(kuò)張液滴測量和俯視法測量不均勻液體的接觸角的儀器,還可以完成特殊基線的測量、高速記錄吸收材料的吸收過程和實(shí)時(shí)跟蹤顯示體積變化等功能。

旭川化學(xué)以不斷提升自主創(chuàng)新能力，以技術(shù)占領(lǐng)市場高地為理念，對技術(shù)研發(fā)方面嚴(yán)格要求，此次能選擇我司產(chǎn)品，是對我司的認(rèn)可和鼓舞。

北京東方德菲儀器有限公司以誠信為本，客戶至上的經(jīng)營理念，致力于成為客戶的信賴的終生戰(zhàn)略合作伙伴，持續(xù)不斷地為客戶提供高精度、高質(zhì)量的、有競爭力的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，幫助客戶在科研的道路上有越走越遠(yuǎn)。

       當(dāng)將表面活性劑連續(xù)添加到溶液中時(shí)，溶液的某些物理性質(zhì)，例如表面張力、電導(dǎo)率等，會隨著溶液中表面活性劑濃度的增加而明顯變化。這些變化是由于游離表面活性劑分子的增加導(dǎo)致的，游離表面活性劑分子以游離物質(zhì)的形式存在于溶液中和/或吸附在表面/界面層。開始時(shí)，添加的表面活性劑分子優(yōu)先吸附在表面/界面上，以減小表面/界面（以及整個(gè)系統(tǒng)）的自由能；隨著濃度繼續(xù)增加，表面活性劑分子的表面/界面覆蓋率逐漸接近其飽和度。當(dāng)表面活性劑濃度達(dá)到這個(gè)水平時(shí)，額外添加的表面活性劑分子開始在溶液中自發(fā)形成膠束，以降低系統(tǒng)的總能量。臨界膠束濃度（CMC）是膠束開始形成、并且所有額外添加的表面活性劑都會形成膠束的，那一點(diǎn)的表面活性劑濃度。

       在到達(dá)CMC之前，表面張力受表面活性劑濃度的強(qiáng)烈影響。達(dá)到CMC之后，即便進(jìn)一步增加表面活性劑的濃度，表面張力也相對穩(wěn)定。CMC是用于測量和表征表面活性劑的重要參數(shù)，必須通過實(shí)驗(yàn)來確定。 其值還取決于溫度、壓力以及其他表面活性物質(zhì)和電解質(zhì)的存在。通常采用篩選程序來尋找到特定條件下的ZJ配方。

       在可用于測定CMC的方法中，最常用的是基于表面/界面張力（IFT）測量的方法。通常使用基于Du Noüy環(huán)法或Wilhelmy板法的力學(xué)張力儀，來測定IFT。然而，無論是Wilhelmy板法還是Du Noüy環(huán)法都不適合于測量含有表面活性劑的溶液。板法遇到的問題是表面活性劑分子會吸附在Wilhelmy板金屬（通常是鉑金）表面上，這會引起明顯的測量誤差，甚至可能會影響溶液中表面活性劑的濃度。環(huán)法原則上僅適用于單組分（即純凈）液體。當(dāng)樣品包含表面活性劑時(shí)，通常難以徹底清潔環(huán)，此外，也不可能獲得與特定的動態(tài)或平衡狀態(tài)相對應(yīng)的表面張力值。

       與這些傳統(tǒng)方法形成鮮明對比的是，LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀采用光學(xué)懸滴分析(PDA)法測量臨界膠束濃度(CMC)，光學(xué)懸滴分析方法在準(zhǔn)確性、可靠性、方便性和對包含各種表面活性劑的溶液的適用性，以及自動化程度方面，都顯示出明顯的優(yōu)勢。這是與測定CMC有關(guān)的一些功能：

1) 較高的JD和相對精密度：0.1%（JD）或0.01%（相對）；

2) 非常廣泛的測量范圍：從約10-3到幾千mN/m；

3) WM的適用于測量表面和界面張力；

4) 涵蓋了一個(gè)巨大的時(shí)間跨度：從界面形成后不久（約50毫秒）到幾乎無限。所有與時(shí)間相關(guān)的（IFT）值都可以從單個(gè)液滴/界面獲得； 

5) 形成的液體界面與固體載體表面之間的接觸面積很小（可忽略），這大大減少了由于表面活性劑分子吸附到固體表面上而引起的問題；

6) 可進(jìn)行全自動測量：全自動懸滴分析（faPDA）。

LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀是基于視頻光學(xué)圖像分析測量原理的接觸角、表面張力/表面能、潤濕性和其它相關(guān)表面屬性的分析測量儀器，按性能、功能、自動化程度、可擴(kuò)展性和方法原理分為LSA60，LSA100和LSA200以及LSA MOB-X四大系列。

LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀可以提供如下測量：

? 液體在固體表面接觸角的測量，包括靜態(tài)接觸角，動態(tài)接觸角(前進(jìn)角/后退角)；

? 液體在固體表面滾動角的測量；

? 表面張力測量：液體(包括熔融液體)在各種溫度下的靜態(tài)/動態(tài)表面張力；

? 界面張力測量：液/液-體系在各種溫度下的靜態(tài)/動態(tài)界面張力；

? 液體表面張力值的極性、非極性等組分的測量；

? 臨界膠束濃度(CMC)的測量：各種不同表面活性劑體系的CMC測量，包括動態(tài)和靜態(tài)CMC；

? 液體在固體表面的潤濕、鋪展、滲透/吸收等屬性的測量和表征；

? 液體在多孔性固體表面(包括在高分子薄膜和礦物質(zhì)表面)的潤濕、鋪展、滲透 / 吸收等屬性的測量和表征；

? 液體在固體表面的粘附力測量；

? 液體在固體表面的滯留力測量；

? 固體表面自由能及其各組分(極性、非極性、…)的測量；

? 固體表面對各種不同液體的潤濕性和粘附力的分析和評估；

? 表面的清潔度、表面均勻性的測量和評估；

? 低至0度的接觸角的準(zhǔn)確測量；

? 凹表面處接觸角的無損害測量；

......

LAUDA Scientific光學(xué)接觸角測量儀廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，比如表面活性劑、手機(jī)制造、涂料油墨、造紙印刷，紡織纖維、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，接觸角測量儀已經(jīng)成為了一項(xiàng)評估表界面性能的重要儀器。

       超親水材料對水的潤濕性非常好，水滴在這種材料表面上極易鋪展，接觸角數(shù)值很小，稱為極低接觸角。

       在很多應(yīng)用領(lǐng)域會涉及到極低接觸角的測量。比如液晶屏和太陽能電池板的清洗工序。清洗后有機(jī)污染物去除的越徹底，材料表面越清潔則接觸角數(shù)值越小。工藝上往往要求水滴的接觸角小于10°甚至更低。

       利用傳統(tǒng)的側(cè)視法接觸角測量儀時(shí)，如果接觸角低于 15°，測量難度將隨著接觸角角度的減小而急劇升高，準(zhǔn)確性和可靠性下降。當(dāng)接觸角低于約 5°時(shí)，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。這是因?yàn)楫?dāng)接觸角下降到這一范圍時(shí)，液滴的側(cè)面圖像嚴(yán)重受到側(cè)面光照和樣品反光的影響，采用傳統(tǒng)側(cè)視成像的方式很難再獲得準(zhǔn)確的液滴邊緣輪廓，這會直接影響接觸角的擬合計(jì)算。

        解決極低接觸角的測量問題，采用俯視成像方式是一種非?？煽康臏y量方法。俯視測量法是通過從液滴正上方觀測在固體表面上的液滴形狀來獲得液滴接觸角的測量方法。

        下圖是使用側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時(shí)拍照得到的照片。顯然在接觸角 5°左右時(shí)側(cè)視法的照片液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無法自動準(zhǔn)確的計(jì)算出液滴的邊界，而俯視法液滴的三相接觸線輪廓清晰可見。

       俯視法接觸角測量儀測量范圍廣，尤其是接觸角值極小時(shí)依然能夠得到準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果。在此類應(yīng)用中俯視法和傳統(tǒng)側(cè)視法相比，有著明顯的優(yōu)勢，是測量超親水材料接觸角的Z佳選擇。

       受益于二十世紀(jì)末計(jì)算機(jī)速度的大幅提高和高分辨率數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn)，使得我們對圖像數(shù)據(jù)求解上述方程成為了可能。

       簡單地說，在已知液體表面張力和密度的前提下，如果我們能夠控制液滴的體積并且精確的測量液滴和材料表面三相接觸線的形狀尺寸，我們就可以利用 Laplace-Young 模型計(jì)算出液滴的三維輪廓，從而準(zhǔn)確的得到接觸角數(shù)值。

       下圖為使用側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時(shí)測量接觸角得到的結(jié)果。

注意：根據(jù)接觸角不同計(jì)算模型的特點(diǎn)，一般來說在材料表面均一性較好的情況下，側(cè)視法測量接觸角在 0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在 130°以上時(shí)側(cè)視法測量結(jié)果更為可靠；俯視法測量接觸角在 0~180°范圍內(nèi)都可以使用，并且在 10°以下時(shí)俯視法測量結(jié)果更為可靠。