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接觸角測量儀如何用于評定表面清潔度?

更新時間:2021-11-08       點(diǎn)擊次數(shù):1691
   通常情況下容易將接觸角測量儀測試與時間關(guān)聯(lián)在一起,即接觸角測試是隨時間變化而變化的。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,隨時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,動態(tài)接觸角測試是一個特殊的測試方法或應(yīng)用。此處,動態(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,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)會溶解在液滴中,導(dǎo)致表面張力下降,從而接觸角也會隨時間降低。
  污染物對接觸角的影響可從實(shí)驗中鋼板在超聲波浴中清洗不同時間。清潔后,使用便攜式表面能分析儀,根據(jù)計算方法確定鋼板的SFE。根據(jù)處理時間,檢查了4個鋼板,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°,這是因為臟污并不溶于水。
  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)時間不會帶來額外的效果?;诖耍?20秒的時間可以定義為最佳清潔持續(xù)時間。
  在樣品示例實(shí)驗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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