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文档介绍
液-固界面接触角的测虽实验报告
一、 实验目的
了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、 实验原理
不限润
润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固 -气界面被固-液界面所取 代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由丁性质不同，有的会铺展开来， 有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润 湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不 粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如***滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。 此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类 型示丁图1。
粘附&润
图1各种类型的润湿
当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的 大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。 在包温包压下，当一液滴放置在固 体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来， 或以与固体表面成一定接触角 的液滴存在，如图2所示。
假定不同的界面问力可用作用在界面方向的界面张力来表示， 则当液滴在固 体平面上处丁平■衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等丁零， 这 个平衡关系就是著名的Young方程，即
^SG- ^L= LG COS。 (1)
式中KG, XG , KL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；。是在固、气、液三相 交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的火角，称为接触角，在 00-180。之
问。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在包温包压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：
粘附润湿 Wa = ^G -羊L + ^G 的 (2)
铺展润湿 S =羊G -予L - *G逋 (3)
式中Wa, S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果：
Wa=予G+ *G — pL=半G(1 + COS () (4)
S=伯-羊l-tg= xg(cos (-1) (5)
以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、 铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。 还可以看到，接触角的数据也能 作为判别润湿情况的依据。通常把0= 90°作为润湿与否的界限，当9 >90° , 称为不润湿，当9 < 90。时，称为润湿，9越小润湿性能越好；当9角等于零 时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。
接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一， 由它可了解液体在一
定固体表面的润湿程度。接触角测定在矿物浮选、注水采油、洗涤、印染、焊接 等方面有广泛的应用。
决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。如，固体和液体的性质及杂质、 添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。原则上说， 极性固体易为极性液体所润湿，而非极性固体易为非极性液体所润湿。 玻璃是一 种极性固体，故易为水所润湿。对于一定的固体表面，在液相中加入表面活性物 质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长， 接触角有逐渐
变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上吸附的结果。
接触角的测定方法很多，根据直
一、 实验目的
了解液体在固体表面的润湿过程以及接触角的含义与应用。
掌握用JC2000C1静滴接触角/界面张力测量仪测定接触角和表面张力的方法。
二、 实验原理
不限润
润湿是自然界和生产过程中常见的现象。通常将固 -气界面被固-液界面所取 代的过程称为润湿。将液体滴在固体表面上，由丁性质不同，有的会铺展开来， 有的则粘附在表面上成为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。前者称为铺展润 湿，后者称为粘附润湿。如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。如果液体不 粘附而保持椭球状，则称为不润湿。如***滴到玻璃板上或水滴到防水布上的情况。 此外，如果是能被液体润湿的固体完全浸入液体之中，则称为浸湿。上述各种类 型示丁图1。
粘附&润
图1各种类型的润湿
当液体与固体接触后，体系的自由能降低。因此，液体在固体上润湿程度的 大小可用这一过程自由能降低的多少来衡量。 在包温包压下，当一液滴放置在固 体平面上时，液滴能自动地在固体表面铺展开来， 或以与固体表面成一定接触角 的液滴存在，如图2所示。
假定不同的界面问力可用作用在界面方向的界面张力来表示， 则当液滴在固 体平面上处丁平■衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等丁零， 这 个平衡关系就是著名的Young方程，即
^SG- ^L= LG COS。 (1)
式中KG, XG , KL分别为固-气、液-气和固-液界面张力；。是在固、气、液三相 交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的火角，称为接触角，在 00-180。之
问。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
在包温包压下，粘附润湿、铺展润湿过程发生的热力学条件分别是：
粘附润湿 Wa = ^G -羊L + ^G 的 (2)
铺展润湿 S =羊G -予L - *G逋 (3)
式中Wa, S分别为粘附润湿、铺展润湿过程的粘附功、铺展系数。
若将(1)式代入公式(2)、(3),得到下面结果：
Wa=予G+ *G — pL=半G(1 + COS () (4)
S=伯-羊l-tg= xg(cos (-1) (5)
以上方程说明，只要测定了液体的表面张力和接触角，便可以计算出粘附功、 铺展系数，进而可以据此来判断各种润湿现象。 还可以看到，接触角的数据也能 作为判别润湿情况的依据。通常把0= 90°作为润湿与否的界限，当9 >90° , 称为不润湿，当9 < 90。时，称为润湿，9越小润湿性能越好；当9角等于零 时，液体在固体表面上铺展，固体被完全润湿。
接触角是表征液体在固体表面润湿性的重要参数之一， 由它可了解液体在一
定固体表面的润湿程度。接触角测定在矿物浮选、注水采油、洗涤、印染、焊接 等方面有广泛的应用。
决定和影响润湿作用和接触角的因素很多。如，固体和液体的性质及杂质、 添加物的影响，固体表面的粗糙程度、不均匀性的影响，表面污染等。原则上说， 极性固体易为极性液体所润湿，而非极性固体易为非极性液体所润湿。 玻璃是一 种极性固体，故易为水所润湿。对于一定的固体表面，在液相中加入表面活性物 质常可改善润湿性质，并且随着液体和固体表面接触时间的延长， 接触角有逐渐
变小趋于定值的趋势，这是由于表面活性物质在各界面上吸附的结果。
接触角的测定方法很多，根据直
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