基于樣品表面屬性基本均勻（化學(xué)/物理/幾何均勻性）的前提：

1. 對于通常的樣品表面，我們遇到過的比較WM的工業(yè)產(chǎn)品表面的接觸角測量的可重復(fù)性在1°以內(nèi)（接觸角值在100-120°范圍），這一重復(fù)性包括前進(jìn)接觸角測量的可重復(fù)性和采用固定操作步驟而獲得的所謂的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性。但我們也時常遇到一些樣品，即使同樣采用固定操作步驟，獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性或波動幅度在3-5°。

2. 對于普通的表面，如果其接觸角滯后性的幅度在幾十度的范圍，一般情況下，前進(jìn)接觸角值的可重復(fù)性要比通過簡單測量獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性好得多。后者的可重復(fù)性，即使采用固定操作步驟，在很大程度上取決于難免存在的、微小的操作上的差異可能對液滴展現(xiàn)的接觸角值的影響，而這又與樣品本身的屬性緊密相關(guān)。

如果樣品表面本身不符合表面屬性基本均勻這一前提，那么測量得到的數(shù)值的波動幅度不但受到測量過程中許多細(xì)節(jié)的影響，更是包括了樣品表面本身的屬性波動，這也是為什么通過測量液滴在固體表面不同位置上的接觸角值，可以作為樣品表面均一性或不均一性進(jìn)行表征的基礎(chǔ)。

( 本文內(nèi)容得到授權(quán)所有者的授權(quán)許可)。

       如果假設(shè)涉及的是理想、WM的樣品表面，那么這里的重復(fù)性所指的純粹是測量方法的重復(fù)性。在這種情況下，目前好的儀器可以達(dá)到的測量測量重復(fù)性在0.1-0.3°。而這一結(jié)果也得到許多實際測量的支撐，有不少學(xué)者研究過液體在相當(dāng)WM的固體樣品表面（同一晶面）的接觸角值，測量結(jié)果的重復(fù)性基本上符合這里提及的數(shù)值。

       對于通常的樣品表面，我們遇到過的比較WM的工業(yè)產(chǎn)品表面的接觸角測量的可重復(fù)性在1°以內(nèi)（接觸角值在100-120°范圍），這一重復(fù)性包括前進(jìn)接觸角測量的可重復(fù)性和采用固定操作步驟而獲得的所謂的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性。但我們也時常遇到一些樣品，即使同樣采用固定操作步驟，獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性或波動幅度在3-5°。

       對于普通的表面，如果其接觸角滯后性的幅度在幾十度的范圍，一般情況下，前進(jìn)接觸角值的可重復(fù)性要比通過簡單測量獲得的靜態(tài)接觸角值的可重復(fù)性好得多。后者的可重復(fù)性，即使采用固定操作步驟，在很大程度上取決于難免存在的、微小的操作上的差異可能對液滴ZH展現(xiàn)的接觸角值的影響，而這又與樣品本身的屬性緊密相關(guān)。

       另外，前面討論的結(jié)論都是基于樣品表面屬性基本均勻（化學(xué)/物理/幾何均勻性）的前提。如果樣品表面本身就不符合這一前提，那么測量得到的數(shù)值的波動幅度不但包含了前面提及的測量的因素，更是包括了樣品表面本身的屬性波動，這也是為什么通過測量液滴在固體表面不同位置上的接觸角值，可以樣品對表面均一性或不均一性進(jìn)行表征的基礎(chǔ)。

       目前使用光學(xué)接觸角測量儀測量動態(tài)接觸角的方法有傾斜臺法、離心轉(zhuǎn)臺法和加液/減液法三種。

       DY種方法是傾斜臺法又稱斜板法。實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用傾斜臺緩慢地傾斜樣品表面，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。傾斜剛開始時液滴不一定發(fā)生移動，但是形狀會發(fā)生變化，使得下方的接觸角不斷地增大，而上方的接觸角則不斷地變小，當(dāng)表面傾斜到一定角度時，液滴開始發(fā)生滾動或滑動，此時液滴下方三相接觸點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動之前對應(yīng)的接觸角就是ZD前進(jìn)角，而液滴上方三相接觸點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動之前對應(yīng)的接觸角就是最小后退角。當(dāng)液滴整體剛剛開始發(fā)生滾動（滑動）時的表面傾斜角，就叫滾動角（滑動角）。

       使用傾斜臺法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滾動角。

       第二種方法是離心轉(zhuǎn)臺法又稱滯留力天平法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用離心轉(zhuǎn)臺使液滴沿著圓周轉(zhuǎn)動，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。隨著轉(zhuǎn)速的不斷增加，液滴整體受到的離心力越來越大，液滴開始發(fā)生形狀變化，并且順著旋轉(zhuǎn)半徑的方向在材料表面上滑動的趨勢越來越明顯，直到發(fā)生滑動。在形狀變化過程中外側(cè)的接觸角不斷地增大，而內(nèi)側(cè)的接觸角則不斷地變小，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一個臨界值時，液滴開始發(fā)生整體滑動，此時液滴外側(cè)三相接觸點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動之前對應(yīng)的接觸角就是ZD前進(jìn)角，而液滴內(nèi)側(cè)三相接觸點(diǎn)發(fā)生運(yùn)動前對應(yīng)的接觸角就是最小后退角。根據(jù)轉(zhuǎn)速和半徑計算得到的離心力就等于液滴在材料表面上的滯留力。

       使用離心轉(zhuǎn)臺法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滯留力。這個方法不僅適用于疏水材料也適用于親水材料。

       第三種方法是加液-減液法又稱注液-吸液法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，把注射針插入液滴內(nèi)部，緩慢的注射液體使液滴體積增大到一定數(shù)值，之后再緩慢的回吸液體使液滴體積減小到一定數(shù)值，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。在液體注射過程中兩側(cè)的接觸角不斷地增大，直到三線接觸點(diǎn)發(fā)生移動時的亞平衡狀態(tài)。而在回吸液體的過程中兩側(cè)的接觸角則不斷地變小，直到三線接觸點(diǎn)發(fā)生移動時的亞平衡狀態(tài)。如果液體注射和回吸的速度足夠緩慢，三相接觸點(diǎn)運(yùn)動處于一個亞平衡狀態(tài)，此時得到的接觸角分別為ZD前進(jìn)角和最小后退角。

       使用加液-減液法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是能測量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且不需要額外的特殊附件，投資較低。缺點(diǎn)是液滴形狀會受到注射針的影響而導(dǎo)致接觸角計算的誤差。  

        在很多應(yīng)用領(lǐng)域會涉及到測量超親水材料的接觸角。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)視法接觸角測量儀測量接觸角，如果接觸角低于15°，測量難度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，幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。對于測量極低接觸角，俯視測量法是一種非?？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。

        側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時拍照得到的圖片如下圖所示，接觸角5°左右時側(cè)視法的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件無法自動準(zhǔn)確地計算出液滴的邊界，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JJ選擇。

視頻光學(xué)接觸角測量儀是基于視頻光學(xué)法測量靜態(tài)接觸角、動態(tài)接觸角、滾動角、固體表面自由能和表界面張力的測量設(shè)備，視頻光學(xué)法是通過直接觀測液體在固體表面形成的液滴的測量方法，通過測量液滴的形狀，尤其是其與固體表面相接觸處的液面形狀，來確定液體在固體表面的接觸角θ。

接觸角θ的數(shù)值標(biāo)志著液體在固體表面的潤濕性：

若θ<90°，則固體表面是親水性的，即液體較易潤濕固體，其角度越小，表示潤濕性越好；當(dāng)θ=0°，時，表示完全潤濕；

若θ>90°，則固體表面是疏水性的，即液體不容易潤濕固體，其角度越大，表示潤濕性越差；

當(dāng)θ=180°，表示完全不潤濕。

當(dāng)潤濕性界于很好與很差之間時，液體在固體表面可以有限度地鋪展開來，形成介于0°~ 180°之間的接觸角。這一有限的接觸角值是體系中各個不同的相互作用力的平衡，也是體系趨向低能量的結(jié)果。涉及的相互作用力包括：

- 液體自身的表面張力：這一值越大，液體越傾向于聚集在一起、包成一團(tuán)，而不愿意在固體表面上鋪展開來；

- 固體自身的表面張力或表面自由能：這一值越大，固體表面的能量位越高，越希望有能量較低的液體層能夠在其上面鋪展開來而覆蓋它，以降低體系的能量；

- 液體/固體表面-界面的相互作用力：這一值越小，固體表面對液體的吸引力越大，液體越能夠在其上面鋪展開來，導(dǎo)致較低的接觸角值。

所以，如果希望液體能夠較好地潤濕固體表面：液體的表面張力值越低、固體的表面能值越高、液體/固體表面-界面的相互作用力越強(qiáng)就越有利；反之，如果希望液體不要潤濕固體表面：液體的表面張力值越高、固體的表面能值越低、液體/固體表面-界面的相互作用力越弱就越有可能。

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光學(xué)接觸角測量儀廣泛應(yīng)用于各個行業(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)成為了一項評估表界面性能的重要儀器。

• 液體在固體表面的接觸角：靜態(tài)接觸角，動態(tài)接觸角（前進(jìn)/后退接觸角）、滾動角、單一纖維接觸角、粉末/多孔材料的接觸角

• 液體在固體表面的鋪展/擴(kuò)展、滲透/吸收過程分析；

• 固體表面自由能的測量，以及根據(jù)理論模型作出各種不同液體在固體表面的潤濕性和粘結(jié)力的分析和評估；

• 液滴在固體表面的粘附力及滯留力的測量

• 液體（靜態(tài)/動態(tài)）表面張力的測量，包括高粘度液體（如高分子熔體）表面張力的測量 ；

• 液/液-體系在各種溫度下的靜態(tài)/動態(tài)界面張力測量；

• 液體表面張力值的極性、非極性等組分的測量；

• 研究影響表面/界面張力的各種因數(shù)，如濃度/組成、時間、溫度、壓力、電場等對表/界面張力的影響；

• 表面活性物質(zhì)（如表面活性劑）臨界膠團(tuán)溶度（CMC）的測量；

• 表面活性物質(zhì)分子在表面/界面的吸附以及相關(guān)的各種表面/界面參數(shù)的測量和計算

......

      超親水一般是指水滴能夠在材料表面完全鋪展開，使接觸角等于或者接近于0°。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。

      在不少應(yīng)用領(lǐng)域遇到的接觸角的值會很低，或者要求其值越低越好。比如液晶屏和太陽能電池板的清洗工序就是這樣一個比較典型的應(yīng)用領(lǐng)域，通過對玻璃/金屬等表面的清洗以去除上面的油脂等有機(jī)、低表面能的污染物，然后通過測量水滴在其上面的接觸角來評估或確保清洗的效果。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。

       多數(shù)情況下，當(dāng)接觸角低于約 15°時，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，已幾乎很難再得到有意義的結(jié)果。這是因為當(dāng)接觸角下降到這一范圍時，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)視成像的方法很難再獲得準(zhǔn)確的液滴邊緣輪廓，這會直接影響接觸角的擬合計算。為了解決極低接觸角的測量問題，LAUDA Scientific接觸角測量儀引入了一種可靠的極低接觸角測量方法：俯視成像測量方法。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。

       下圖是使用傳統(tǒng)側(cè)視法和俯視法對同一液滴同時拍照得到的照片。顯然接觸角值在5°左右時側(cè)視法照片的液滴輪廓已經(jīng)模糊，軟件已經(jīng)無法自動準(zhǔn)確的獲得液滴的邊緣輪廓，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優(yōu)先選擇。

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

使用接觸角測量儀，對于一個樣品的接觸角測量，可以實現(xiàn)如下的自動控制：

a. 加液的自動控制：加液速度/體積/體積范圍/到達(dá)各個體積點(diǎn)后的延遲時間控制等；

b. 液滴轉(zhuǎn)移：指定體積的液體或形成的指定體積的液滴必須自動地轉(zhuǎn)移到樣品表面；

c. 液滴出現(xiàn)/形成在固體表面的自動檢測：這樣可以自動地將液滴壽命歸零，這對動態(tài)測量非常重要；

d. 自動確定液滴在固體表面的基線（baseline）位置：這是影響隨后的接觸角測量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵步驟；

e. 在指定的時間點(diǎn)自動地啟動測量：包括液滴輪廓的自動檢測，對輪廓的自動分析和計算；

f. 自動結(jié)束測量：當(dāng)對當(dāng)前液滴的測量完成后，自動終止測量，為下一個測量作好準(zhǔn)備；

g. 必要時，自動移動到下一個樣品位置：這可以通過移動樣品，或者通過移動儀器的測量裝置部分（measuring head），來實現(xiàn)；

h. 其中還可能包括對測量所需要的其它硬件組件的自動控制，如自動控制傾斜臺、樣品升降臺、樣品或量裝置位移軸等。

        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液滴的直接微觀觀測，通過液滴的輪廓采用完全不同的計算算法來確定接觸角。

        用于描述和計算液滴在單絲（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)方程計算接觸角，該方程稱為ZD液滴長-高法（MLH）。然而，在實際應(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，因為很難從視覺上或數(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軟件采用了多種計算方法，通過DoF體系的液滴外形來計算接觸角。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，采用整個液滴輪廓進(jìn)行計算，而不僅僅是MLH法那樣只使用兩個，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。

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       超疏水表面指難以被水潤濕的表面，在這種表面上水滴難以鋪展，水總是團(tuán)聚在一起。測量液滴和材料的接觸角是評價材料表面潤濕性的主要方法，超疏水材料的接觸角甚至?xí)笥?150°。為了全面的評價超疏水材料的潤濕性，在實驗中有必要測量液滴的前進(jìn)角、后退角和滾動角等動態(tài)過程。
       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)移到材料表面，但是由于材料的超疏水特性，液滴總是粘附在注射針的頂端，很難轉(zhuǎn)移到材料表面。如果過分增大液滴的體積，利用重量把液滴轉(zhuǎn)移下來，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，這也不是規(guī)范的實驗操作。非接觸式注液是目前解決這個問題的好方法。
       非接觸式注液是指通過注射器上的噴嘴，利用注射泵的脈沖推射液滴，使液滴直接落到材料表面上。這種注液方式完全避免了液滴在注射針針頭上的粘附，徹底解決了液滴轉(zhuǎn)移的問題。

       在液體轉(zhuǎn)移到材料表面之后，儀器會自動拍下一張清晰的照片。為了準(zhǔn)確的計算液滴的接觸角，我們建議使用 Laplace-Young 算法。因為在超疏水材料上的液滴接觸角很大，呈現(xiàn)很好的軸對稱性，在諸多接觸角計算的模型中，Laplace-Young 算法全面考慮到重力、密度等因素對液滴形狀的影響，所以它是Z準(zhǔn)確的測量水平的超疏水材料表面上液體接觸角的計算方法。

       為了全面的評價超疏水材料的潤濕性，除了測量液滴在在水平的材料表面上的接觸角之外，我們往往還要測量液滴在材料傾斜表面上的前進(jìn)角、后退角、和滾動角。使用自動傾斜臺可以方便的完成這種測量。這里需要注意到液滴處于傾斜表面上在重力作用下已經(jīng)不再對稱，所以 Laplace-Young 法一般不再適用，此時需要使用能夠?qū)σ旱伪砻娣侄螖M合計算的一些專用方法，例如 Truedrop 算法。

       如果儀器沒有配置自動傾斜臺，那么可以考慮使用注液-吸液法測量前進(jìn)角和后退角。在注液和吸液過程中注射針可能會偏離液滴的ZX，這時如果注射針架可以在 X/Y/Z 三軸精密移動，將會方便的調(diào)整注射針的位置，使得注射針對液滴形狀的影響降到Z小，能夠較為準(zhǔn)確的測量前進(jìn)角和后退角的數(shù)值。

       Z后在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的時候，接觸角的數(shù)值變化往往和三相接觸點(diǎn)位置的變化緊密相關(guān)。所以在動態(tài)數(shù)據(jù)圖表上同時顯示接觸角的變化曲線和三相接觸點(diǎn)位置的變化曲線。這樣才能完整準(zhǔn)確的描述前進(jìn)角和后退角的形成及變化過程。

       在接觸角測量的專業(yè)領(lǐng)域，大家普遍認(rèn)為單純測量靜態(tài)接觸角不足以表征材料表面的潤濕特性，只有通過測量包括前進(jìn)接觸角和后退接觸角值在內(nèi)的動態(tài)接觸角才能為表征待測體系的潤濕特性提供更完整的信息。測量實際材料表面上的接觸角比估算理想表面上的接觸角更有意義。

      目前使用光學(xué)接觸角測量儀測量動態(tài)接觸角的方法有三種：

       一、斜板法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用傾斜臺緩慢地傾斜樣品表面，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。

       二、離心旋轉(zhuǎn)臺法（即滯留力天平法），實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，利用離心旋轉(zhuǎn)臺使液滴沿著圓周轉(zhuǎn)動，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。

       三、加液-減液法，實驗是將一個液滴置于待測的樣品表面后，把注射針插入液滴內(nèi)部，緩慢的注射液體使液滴體積增大到一定數(shù)值，之后再緩慢的回吸液體使液滴體積減小到一定數(shù)值，同時跟蹤并記錄液滴形狀、接觸角和位置的變化。

       三種方法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)總結(jié)如下：

       斜板法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測量前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滾動角。

       滯留力天平法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是不僅能測量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且能得到液滴在材料表面上的滯留力。這個方法既適用于疏水材料也適用于親水材料。

       加液-減液法測量動態(tài)接觸角的特點(diǎn)是能測量到前進(jìn)角和后退角變化的全過程，而且不需要額外的特殊附件，投資較低，缺點(diǎn)是液滴形狀會受到注射針的影響而導(dǎo)致接觸角計算的誤差。

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軟件顯示操作向?qū)?，可以完成一鍵測量。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際應(yīng)用。

 
10. 雙液滴接觸角測量

在測量固體表面能的時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驗的工作效率。

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