在石油開采、印染整理、醫(yī)藥涂層、噴涂工藝及礦物選礦等工業(yè)領(lǐng)域,液體對(duì)固體表面的浸潤(rùn)能力(即接觸角)直接關(guān)系到驅(qū)油效率、染色均勻性、藥物釋放、涂層附著力及浮選分離等核心工藝效果。接觸角測(cè)量?jī)x通過對(duì)液滴在固體表面的接觸形態(tài)進(jìn)行光學(xué)成像與計(jì)算,定量表征材料表面能、親/疏水性及界面相互作用,是材料表面科學(xué)與界面化學(xué)研究、產(chǎn)品質(zhì)量控制的重要儀器。上海盈諾CA-100A接觸角測(cè)量?jī)x(基礎(chǔ)型靜態(tài)接觸角儀),以全金屬結(jié)構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)、自動(dòng)影像分析與高性價(jià)比為核心特點(diǎn),適用于各類液體對(duì)多種固體材料的接觸角測(cè)量與表面性能評(píng)價(jià)。

儀器構(gòu)成與機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
CA-100A由自動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、視頻采集卡、CCD攝像頭、高級(jí)變焦鏡頭、自動(dòng)電控溫系統(tǒng)、自動(dòng)精確進(jìn)樣、自動(dòng)影像分析系統(tǒng)及全電動(dòng)三維平臺(tái)等組成(基礎(chǔ)型以手動(dòng)進(jìn)樣+全自動(dòng)接觸角測(cè)試為主)。整機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)采用全金屬鋁合金材質(zhì),堅(jiān)固耐用;部件模塊化設(shè)計(jì),方便分拆與拼裝,便于用戶根據(jù)精度需求靈活配置。
樣品臺(tái)調(diào)節(jié):螺紋式可調(diào)四角平臺(tái),可在不平整臺(tái)面上調(diào)平,保證液滴平臺(tái)水平;樣品載物臺(tái)可調(diào)水平,尺寸80×80mm;樣品臺(tái)水平左右移動(dòng)手動(dòng)行程100mm,前后移動(dòng)手動(dòng)行程80mm,上下移動(dòng)手動(dòng)行程10mm(精度0.01mm),并帶粗調(diào)35mm行程的上下升降臺(tái);水平腳可調(diào)平臺(tái)水平。
相機(jī)與移動(dòng):采用高性能工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)(標(biāo)準(zhǔn)1280×1024,15-40幀/秒,可選更高像素與幀率),搭配工業(yè)連續(xù)放大鏡頭(0.7-4.5X);相機(jī)固定支架前后伸縮距離較寬,聚四氟乙烯環(huán)形相機(jī)外殼防刮傷,六角螺釘緊固防抖動(dòng);滾珠絲桿與導(dǎo)軌技術(shù)使液滴平臺(tái)前后/左右移動(dòng)快速且精確(手動(dòng)移動(dòng)精度0.01mm),前后調(diào)節(jié)范圍達(dá)80mm。
進(jìn)樣與光源:液滴采用手動(dòng)微分頭+微量進(jìn)樣器滴定,精度0.1μL,刻度清晰,帶針頭鎖定結(jié)構(gòu),可選不銹鋼/聚四氟乙烯針管;進(jìn)液器上下移動(dòng)手動(dòng)行程90mm(精度0.01mm),上下可調(diào)范圍60mm;背光源為可調(diào)亮度單色冷光LED,無(wú)發(fā)熱,避免液滴受熱蒸發(fā),液滴輪廓清晰。
測(cè)量功能與軟件系統(tǒng)
儀器主要用于測(cè)量靜態(tài)接觸角,也可通過功能擴(kuò)展與支持自編程(如旋轉(zhuǎn)一定角度抓拍)適配部分動(dòng)態(tài)表征需求。其接觸角分析系統(tǒng)具有軟件著作權(quán),自動(dòng)分析能力強(qiáng):
角度類型:可測(cè)試靜態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)接觸角、前進(jìn)角、后退角;自動(dòng)尋找氣-固-液三相點(diǎn)、固體-液體分界面。
計(jì)算方法:提供量高法、單圓擬合法、雙圓擬合法、真實(shí)液滴輪廓法等,自動(dòng)計(jì)算左右兩邊接觸角;支持Owens二液法計(jì)算表面自由能。
數(shù)據(jù)與操作:數(shù)據(jù)管理采用數(shù)據(jù)庫(kù)方式,方便分類保存、導(dǎo)出圖片與數(shù)據(jù);接觸角取值支持全自動(dòng)測(cè)值與人工修改相結(jié)合,一鍵“測(cè)試”即可連續(xù)自動(dòng)拍照-尋點(diǎn)-計(jì)算-顯示,減少人為影響。
典型應(yīng)用場(chǎng)景
CA-100A適用于石油(巖心潤(rùn)濕性、驅(qū)油體系評(píng)價(jià))、印染(纖維與織物潤(rùn)濕、助劑效果)、醫(yī)藥(藥片/涂層潤(rùn)濕、生物材料表面)、噴涂(基體表面處理與漆膜附著預(yù)測(cè))、選礦(礦物表面疏水化、捕收劑效果)等行業(yè)的科研與小批量質(zhì)控。對(duì)于需要快速、穩(wěn)定獲取接觸角與表面能參數(shù),且預(yù)算與操作復(fù)雜度傾向于基礎(chǔ)靜態(tài)測(cè)量的用戶,該儀器在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、光學(xué)成像與自動(dòng)分析上提供了較務(wù)實(shí)的配置。