Was ist ein Kontaktwinkel?

Der Kontaktwinkel bezieht sich auf den Zwischenwinkel θ zwischen der Schnittlinie der Gas-Flüssigkeit-Grenzfläche und der Fest-Flüssigkeit-Grenzfläche, die an der Schnittstelle von Gas, Flüssigkeit und Fest-Flüssigkeit gemacht wird, und ist ein Maß für den Befeuchtungsgrad.
Wenn θ < 90 ° ist der Feststoff flüssigkeitsfil, d. h. die Flüssigkeit kann den Feststoff befeuchten, je kleiner der Winkel ist, desto besser ist die Befeuchtungsfähigkeit; Wenn θ > 90 °, ist der Feststoff flüssigkeitsabweisend, d. h. die Flüssigkeit befeuchtet den Feststoff nicht, bewegt sich leicht auf der Oberfläche und kann nicht in die Poren gelangen.
Der Befeuchtungsprozess hängt von der Schnittstellenspannung des Systems ab. Ein Tropfen Flüssigkeit fällt auf die horizontale feste Oberfläche, und wenn das Gleichgewicht erreicht wird, entspricht der entstehende Kontaktwinkel zwischen den Grenzflächenspannungen der folgenden Young-Gleichung:
γs, g = γs, l + γg, l × cosθ
Dadurch können folgende Befeuchtungssituationen vorhergesagt werden:
1) wenn θ = 0, * befeuchtet;
2) wenn θ6512490 °, teilweise befeuchtet oder befeuchtet;
3) Wenn θ = 90 °, ist die Trennlinie der Befeuchtung oder nicht;
4) Wenn θ 90 °, nicht feucht;
5) Wenn θ = 180°, * nicht feucht.
Die Flüssigkeit steigt und fällt in der Kapillarhöhe h. Positiv und negativ bedeutet h einen Anstieg oder einen Rückgang.
Eindringflüssigkeit steigt, der Kontaktwinkel ist scharf; Die Flüssigkeit sinkt nicht, der Kontaktwinkel ist stump.
Erhöhungshöhe h = 2 * Oberflächenspannungskoeffizient / (Flüssigkeitsdichte * Schwerkraftbeschleunigung g * Flüssigkeitsradius R).
Steigende Höhe h = 2 * Oberflächenspannungskoeffizient * cos Kontaktwinkel / (Flüssigkeitsdichte * Schwerkraftbeschleunigung g * Kapillarradius r).
Feuchtigkeitsprobleme stehen in enger Beziehung zu Bergbauflotation, Ölgewinnung, Textildruck, Pestizidverarbeitung, Lichtempfindliche Filmproduktion, Farbformulierungen sowie Wasserdichtigkeit, Waschen usw.
Der Kontaktwinkel ist der Winkel, bei dem eine Flüssigkeit/Dampf-Schnittstelle auf die feste Oberfläche trifft. Der Kontaktwinkel ist für jedes gegebene System spezifisch und wird durch die Wechselwirkungen über die drei Schnittstellen bestimmt. Meistens ist das Konzept mit einem kleinen Flüssigkeitströpfchen illustriert, der auf einer flachen horizontalen festen Oberfläche ruht. Die Form des Tropfens wird durch die junge Beziehung bestimmt. Der Kontaktwinkel spielt die Rolle einer Grenzbedingung. Der Kontaktwinkel wird mit einem Kontaktwinkelgoniometer gemessen. Der Kontaktwinkel ist nicht auf eine Flüssigkeit/Dampf-Schnittstelle beschränkt; es gilt ebenso für die Schnittstelle zweier Flüssigkeiten oder zweier Dämpfe.
Es gibt in der Regel zwei Arten von bestehenden Testmethoden für den Kontaktwinkel: eine ist die Methode der Profilbildanalyse; Die zweite ist die Gewichtsmethode. Letzteres wird in der Regel als Feuchtigkeitswage oder Penetrationskontakt Angiometer bezeichnet. Aber derzeit ist Zui weit verbreitet, Messung Zui direkt mit präzisen oder Form Bild Analysemethoden.
Das Prinzip der Profilbildanalyse besteht darin, Tropfen auf die Oberfläche einer festen Probe zu tropfen, ein Profilbild der Tropfen durch eine Mikrolinse und eine Kamera zu erhalten, und dann die digitale Bildverarbeitung und einige Algorithmen anzuwenden, um den Kontaktwinkel der Tropfen im Bild zu berechnen.
Die Methode zur Berechnung des Kontaktwinkels basiert in der Regel auf einem bestimmten mathematischen Modell, wie ein Tropfen, der als Teil einer Kugel oder einer Wirbelsäule betrachtet werden kann, und der Berechnungswert des Kontaktwinkels wird dann durch Messung bestimmter Parameter wie Breite/Höhe oder durch direkte Anpassung berechnet. Die Young-Laplace-Gleichung beschreibt die Beziehung zwischen der inneren und äußeren Druckdifferenz einer geschlossenen Schnittstelle und der Krümmung und der Schnittstellenspannung der Schnittstelle und kann verwendet werden, um die Profile eines achssymmetrischen Tropfens genau zu beschreiben und damit seinen Kontaktwinkel zu berechnen.