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水滴角測量儀如何用于評定表面清潔度？
發布時間：2022-02-21 點擊次數：1772
通常情況下容易將接觸角測量儀測試與時間關聯在一起，即接觸角測試是隨時間變化而變化的。從某些應用而言，比如考察表面活性劑的吸附、溫濕度變化以及揮發、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應用。但對于接觸角測量儀而言，動態接觸角測試是一個特殊的測試方法或應用。此處，動態接觸角測量通常是指測試被測固體材料的前進后、后退角，進而分析測試存在表面粗糙度或化學多樣性條件時，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、傳感器的距離對結果產生的結果較大、儀器昂貴及測量成本高。
接觸角測量儀技術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現高靈敏度方法。根據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，根據計算方法確定鋼板的SFE。根據處理時間，檢查了4個鋼板，5滴2μL的測試液體。清潔和測量均在30℃環境下進行。結果在視覺上，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果得到即使僅僅經過10秒的清潔，表面能也顯著增加，尤其是極性部分。清潔時間達到120秒后，達到最大表面能，并且額外增加清潔持續時間不會帶來額外的效果。基于此，120秒的時間可以定義為最佳清潔持續時間。
在樣品示例實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化清潔浴的處理時間。肉眼看不見的污染可以根據表面自由能量的測量參數在樣品上進行驗證，并可確定為水不溶性污染（例如油）。在設置好優化過的清潔時長條件后，我們只需輕點一下MSA，即可輕松判定清潔是否成功。
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