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水滴角測量儀如何用于評定表面清潔度？
發(fā)布時(shí)間：2022-02-21 點(diǎn)擊次數(shù)：745
通常情況下容易將接觸角測量儀測試與時(shí)間關(guān)聯(lián)在一起，即接觸角測試是隨時(shí)間變化而變化的。從某些應(yīng)用而言，比如考察表面活性劑的吸附、溫濕度變化以及揮發(fā)、吸水等情況時(shí)，隨時(shí)間變化而變化的接觸角測試是接觸角測量儀的常規(guī)應(yīng)用。但對于接觸角測量儀而言，動(dòng)態(tài)接觸角測試是一個(gè)特殊的測試方法或應(yīng)用。此處，動(dòng)態(tài)接觸角測量通常是指測試被測固體材料的前進(jìn)后、后退角，進(jìn)而分析測試存在表面粗糙度或化學(xué)多樣性條件時(shí)，被測固體材料可能存在的滯后接觸角情況，基于熱平衡接觸角值（本征接觸角值）。
如今測量表面清潔度的方法多樣，如基于熒光分析法或基于X射線的方法。這些方法的缺點(diǎn)也很明顯，包括限制對某些類型的污染的驗(yàn)證、傳感器的距離對結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)果較大、儀器昂貴及測量成本高。
接觸角測量儀技術(shù)在測量表面清潔度方面可提供理想的解決方案，它是一種即使在最小污染方面也能實(shí)現(xiàn)高靈敏度方法。根據(jù)Young方程，液滴在固體表面的形狀取決于液體的表面張力和樣品表面的表面能。不溶性污染（油脂、油等）會(huì)形成低表面能的表面，從而產(chǎn)生更大的接觸角。有界面活性的污染物（表面活性劑等）會(huì)溶解在液滴中，導(dǎo)致表面張力下降，從而接觸角也會(huì)隨時(shí)間降低。
污染物對接觸角的影響可從實(shí)驗(yàn)中鋼板在超聲波浴中清洗不同時(shí)間。清潔后，使用便攜式表面能分析儀，根據(jù)計(jì)算方法確定鋼板的SFE。根據(jù)處理時(shí)間，檢查了4個(gè)鋼板，5滴2μL的測試液體。清潔和測量均在30℃環(huán)境下進(jìn)行。結(jié)果在視覺上，只有在長時(shí)間的清潔后才能看到效果。
在所檢查的樣品中，樣品的水接觸角度從原來的90°下降到13°，這是因?yàn)榕K污并不溶于水。
從鋼板樣品的表面能結(jié)果得到即使僅僅經(jīng)過10秒的清潔，表面能也顯著增加，尤其是極性部分。清潔時(shí)間達(dá)到120秒后，達(dá)到最大表面能，并且額外增加清潔持續(xù)時(shí)間不會(huì)帶來額外的效果?；诖耍?20秒的時(shí)間可以定義為最佳清潔持續(xù)時(shí)間。
在樣品示例實(shí)驗(yàn)中展示并采用迅速簡單并且便攜的接觸角測量儀測量如何來優(yōu)化清潔浴的處理時(shí)間。肉眼看不見的污染可以根據(jù)表面自由能量的測量參數(shù)在樣品上進(jìn)行驗(yàn)證，并可確定為水不溶性污染（例如油）。在設(shè)置好優(yōu)化過的清潔時(shí)長條件后，我們只需輕點(diǎn)一下MSA，即可輕松判定清潔是否成功。
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