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后退角

后退角 后退角(后退接触角,RCA)是液体与已被液体润湿的固体之间的接触角,发生在去润湿的过程中。与后退角相反的是润湿过程中出现的前进角

为什么要区分后退角和前进角接触角不都是一样的吗?

 

后退角通常比前进角小。例如,液体在润湿过程中通常会填满粗糙表面的凹陷,这对去润湿过程中的行为有影响,化学不均匀性也会产生影响。此外,基材上通常会形成吸附层,因此表面的化学性质会因润湿而发生变化。前进角和后退角之间的差值被称为滞后角。


从热力学角度看,测量到的接触角在非理想表面上呈现的不同状态是由能垒引起的,能垒导致了接触角的可迁移状态。[1]

 

为什么要测量后退角?

 

尽管迄今为止对前进角的测量更为普遍,但在许多情况下,对去润湿行为和接触角滞后现象进行研究也是很有意义的。例如,只有同时考虑了润湿和去润湿行为,才能全面地评估疏水涂层的性能。


在许多技术工艺中,润湿和去润湿的过程是同时进行的,因此在进行表面分析时也应同时考虑这两个过程。


您可以在有关 "去润湿 "和 "滞后角 "的文章中了解更多有关后退角应用的信息。

 

后退角有哪些测量方法?

 

有许多测量后退角的方法,可以使用光学接触角分析仪来测试,或者使用力学法表面张力仪来测试。

 

  • 收缩液滴法:将水滴以高动态喷射到基材表面。水滴最初铺展,然后迅速收缩,形成一个稳定的液滴。通过液滴形状分析得出的测量值是当前后退接触角 (RRCA)。.
  • 增减液法: 使用注射器滴定单元从定量的液滴中吸出液体。采用这种方法时,通常是一个接一个地测量前进角和后退角。
通过减少液体体积测量回缩接触角
  • 根据 Wilhelmy 法测量接触角: 张力仪的力传感器测量的是板状固体或纤维上的润湿力。首先将样品浸入液体中(测量前进角),然后再拉出来(测量后退角)。
  • 测量滚动液滴的接触角: 液滴由于表面的倾斜而滑动。在运动方向的前端,液滴会润湿基材,而在另一侧则会发生去润湿。根据液滴形状分析,可同时测定前进角和后退角。  
测定倾斜实验中的前进角和后退角
  • 弯月面法: 根据浸入纤维中形成的半月面通过光学法测量纤维接触角。与 Wilhelmy 法类似,在纤维浸入水中和拉出时测量前进角和后退角。

 

参考文献

 

[1] Z. B. W. Drelich, Contact angles: From past mistakes to new developments through liquid-solid adhesion measurements. In: Advances in Colloid and Interface Science 267 (2019) 1-14.

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