1、實(shí)驗(yàn)一接觸角探測(cè)液法測(cè)定聚合物材料表面張力一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵? .了解低能材料表面表征的原理和方法；2 .分別用二液法和三液法測(cè)定固體聚合物表面張力；3 .掌握J(rèn)C2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x的使用。二.實(shí)驗(yàn)原理固體總是通過它的表面與外界事物發(fā)生聯(lián)系，表面張力作為固體表面一個(gè)重要熱力學(xué)參數(shù)，是固體物質(zhì)表面作用發(fā)生的重要根據(jù)。在高分子功能材料、高分子先進(jìn)復(fù)合材料、阻燃、膠料涂料、環(huán)保、食品、包裝等諸多領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。因此，研究低能聚合物固體表面的表面張力既具有一定的理論價(jià)值又具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。但是在通常情況下可逆地生成新的固體表面或界面是無法實(shí)現(xiàn)的。因此，固體高聚物表面張力的直接測(cè)

2、量是相當(dāng)困難的。固體聚合物不具有流動(dòng)性，所以現(xiàn)有的測(cè)定液體表面張力的技術(shù)都不能使用。到目前為止，尚無直接測(cè)量高聚物表面張力的實(shí)驗(yàn)方法。為了要得到這個(gè)重要的參量，目前都只能采用一些間接的辦法來測(cè)定固體聚合物的表面張力。如(1)熔融體法，即依據(jù)溫度對(duì)聚合物表面張力的影響，在較高的溫度下測(cè)量高聚物熔融體的表面張力，進(jìn)而外推到低溫條件下高聚物的固體的表面張力。(2)液體同系物法，測(cè)量高聚合物的低分子液態(tài)同系物的表面張力根據(jù)表面張力與同系物的相對(duì)分子質(zhì)量的依賴關(guān)系，由聚合物的低分子液態(tài)同系物的表面張力外推到高分子固態(tài)同系物的表面張力。(3)Zisman的利用已知表面張力的系列探測(cè)液潤(rùn)濕聚合物表面，測(cè)得其

3、接觸角，再外推測(cè)定出固體聚合物的浸潤(rùn)臨界表面張力。(4)利用SWu的調(diào)和平均方程與楊氏方程式來測(cè)算固體聚合物表面張力兀等多種方法。(5)Owens二液法幾何平均方程與楊氏方程式來測(cè)算固體聚合物表面張力學(xué)s.(6)三液法.(1-1)本實(shí)驗(yàn)擬分別用Owens二液法和三液法幾何平均方程與楊氏方程式來測(cè)算固體聚合物表面張力,4。通過測(cè)定液體在固體表面的接觸角來估算固體的表面張力的依據(jù)是Young方程：GS=LS.LCOs式中的匕s、YS、工分別是與液體的飽和蒸汽達(dá)到平衡的固體的表面張力、液體與固體的界面張力和液體的表面張力；8為液體在固體表面的接觸角。固體的表面張力可分為非極性和極性兩部分。根據(jù)Owe

4、ns法，采用兩種探測(cè)液體在某種固體表面的接觸角的數(shù)據(jù)，就可以求出該固體表面張力的非極性值和極性值，二者的加和近似等于該固體總表面張力。d“d、1/2pvp、1/2,、(1+cos0)=2(s-l)+2(，T/)(1-2)式中只有小和¥兩個(gè)未知數(shù)，只要找到兩個(gè)已知丫Ld和丫lp的探測(cè)液體，測(cè)此二液體在固體表面上的接觸角，分別把液體的表面張力和接觸角的數(shù)據(jù)代入上式，即可得兩個(gè)獨(dú)立方程，解此方程組即可得聚合物的丫sd和丫sP以及聚合物的表面張力丫s。用Owens法計(jì)算張力時(shí)，所選的兩種測(cè)試液必須滿足如下的條件：(1)兩種液體的丫LP/丫LD值不能接近，而且兩者的差距越大越好；(2)兩種液體

5、必須有不同的極性，即必須從極性液體中和非極性液體中各選一種液體。(3)測(cè)試液不能使固體的表面發(fā)生溶解、膨脹和變形等。表1-1列出了一些常用測(cè)試液體的張力。表1-1常用探試液體的表面張力液體y/mJ-m1PYD/mJm1y/mJ-m1，/td極性水5121.872.82.36極性甘油26.43763.40.71甲酰胺18.739.558.20.47二碘甲烷2.348.550.80.05非極性a澳景044.644.60正十六烷027.627.60本實(shí)驗(yàn)測(cè)通過JC2000Al滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x測(cè)定探測(cè)液水、甲酰胺或澳代蔡在聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、尼龍等聚合物材料上的

6、接觸角，用Owen袪計(jì)算表面張力。JC2000Al滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x的使用見儀器使用說明書（打印稿或電子文檔）。圖1-1JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x5.4.6三液法計(jì)算表面能Young's方程描述了固/液/氣三相體系中固體表面能丫s、液體表面能（表面張力）yl、固2液界面相互作用自由能丫sl、固體表面膜壓兀0以及平衡接觸角（0）之間的關(guān)系10S一二0一SL=LCOSU（1-3）對(duì)于低能表面，膜壓兀°可忽略不計(jì)Young's方程變?yōu)閟S-YSL=YLcos0o(1-4)固體或液體的表面能包括Lifshitz-vanderWaals分量xw,Lewis酸

7、分量產(chǎn)和Lewis堿分量丫。固體的表面能怡及液體的表面能工可分別表示為：卜=*W+VB=?SW+2巡。一L=；W.ab=LW.2.Jl(1-5)(1-6)固-液界面相互作用自由能與固體和液體各自的表面能的關(guān)系可表示為SL=(.SW-.產(chǎn))22(.SS.L7-.SL-Sl)(1-7)將式（1-5）（1-7）代入式（1-4）,得到固體表面能、液體表面能與二者之間平衡接觸角的關(guān)系為：(LW2)(1-cosu)=2(SWLW(1-8)式（1-8）表明，只要測(cè)得3種已知表面能參數(shù)的液體在固體表面上的接觸角，就可計(jì)算出一組固體的表面能參數(shù)。因此，通過測(cè)定固體表面與已知gWL,；L和彳L的3種液體之間的接觸

8、角，就可得到固體的表面能參數(shù)（gWS,YS和彳s）。通常，實(shí)驗(yàn)中選用的檢測(cè)液體包括二次蒸儲(chǔ)水、甘油、甲酰胺、二碘甲烷和乙二醇，這些液體的表面能參數(shù)見表。表F-1-2探測(cè)液體的表面能參數(shù)探測(cè)液體-1i/mJmLW-1竿/mJ,mJ/mJ-n?半/mJ-n?二次蒸儲(chǔ)水72.821.825.525.5甘油64.034.03.9257.4甲酰胺58.039.02.2839.6二碘甲烷50.850.800乙二醇48.029.01.9247.0在用接觸角測(cè)量法確定高分子樹脂材料的表面能參數(shù)時(shí)，水一甘油一二碘甲烷（WGD）、水一甲酰胺一二碘甲烷（WFD）和水一乙二醇一二碘甲烷（WED）3種組合方案具有很好的

9、一致性，其中的任一組合均能較好地反映聚合物的表面特征。本實(shí)驗(yàn)中選用的高分子樹脂平板包括聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、丙烯睛/丁二烯/苯乙烯共聚物（ABS）和聚碳酸酯（PC）。在進(jìn)行表面檢測(cè)前，每種平板面積（長(zhǎng)X寬）均裁剪至20mmX20mm,撕去保護(hù)膜，先后置于含洗衣粉的自來水、自來水、蒸儲(chǔ)水的超聲波發(fā)生器中清洗各10min,取出后在蒸儲(chǔ)水中漂洗5min，然后在室溫下置于濾紙上晾干，并與濾紙一起放入硅膠（預(yù)先在150c干燥2h）干燥器內(nèi)干燥24ho測(cè)量時(shí)，用微量進(jìn)樣器（100pL）將檢測(cè)液體在距固體表面約3mm處垂直、小心

10、地滴加在固體表面，形成座滴，液滴體積為35L,直徑為12mm,測(cè)量時(shí)間不超過1min,取10次（每次間隔2s）接觸角的平均值作為該座滴的接觸角，取10個(gè)座滴的接觸角平均值作為該液體在該表面的接觸角。所有測(cè)量均在室溫（25C）下進(jìn)行。檢測(cè)液體甘油、甲酰胺、二碘甲烷和乙二醇為分析純?cè)噭呒兯疄椴捎酶呒兯畠x新制。、實(shí)驗(yàn)儀器與藥品1、藥品聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃），板材20mmx20mm4塊聚酯板材20mmx20mm4塊聚丙烯板材20mmx20mm4塊聚乙烯板材20mmx20mm4塊尼龍板材20mmx20mm4塊去離子水（純水瓶裝）甲酰胺，分析純；一瓶碘甲烷，分析純；一瓶乙二醇，分析純；一瓶乙醇分

11、析純；一瓶L丙酮分析純；一瓶（以上液體除純水外，均用100mL滴瓶裝）2、儀器及備品JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x一臺(tái)洗瓶?jī)蓚€(gè)500mL燒杯4個(gè)濾紙片，若干鏡頭紙，若干剪子一把壁紙刀一把電吹風(fēng)一個(gè)四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .用水、丙酮清洗聚合物片材表面，再用電吹風(fēng)吹干備用。每種聚合物分別測(cè)定水、甲酰胺在其上的接觸角。每種聚合物每種液體平行測(cè)定三次接觸角，取平均值。2 .JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x儀器操作：（1） 啟動(dòng)點(diǎn)擊桌面newjc2000.exe,啟動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序。圖1-2接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面圖采樣操作模塊使用說明屏幕左側(cè)的大正方形區(qū)域?yàn)閳D像顯示區(qū)，當(dāng)攝像機(jī)打開

12、時(shí)，顯示區(qū)顯示當(dāng)前攝像機(jī)攝入的圖像內(nèi)容。屏幕右側(cè)為采樣操作模塊的功能菜單，現(xiàn)將菜單各項(xiàng)功能詳述如下：活動(dòng)圖像：激活視頻顯示區(qū)凍結(jié)圖像：凍結(jié)視頻顯示區(qū)圖像讀取溫度：顯示當(dāng)前裝樣平臺(tái)溫度單位：攝氏度C精度：0.1C存儲(chǔ)狀況：顯示連續(xù)存儲(chǔ)時(shí)的即時(shí)狀況，BMP圖像文件名從菜單Option中的第二欄Setting中的第一項(xiàng)設(shè)定，根據(jù)以上設(shè)定的字符串分別自動(dòng)添加后綴01.bmp,02.bmp,等等。菜單說明File菜單，如圖1-3所示。FileOption圖1-3File菜單選項(xiàng)上述3個(gè)選項(xiàng)依次是：“打開，”、“保存為，”、“退出”，實(shí)驗(yàn)中如果只采一幀圖，在凍結(jié)圖像后，可按“SaveAs,”菜單存儲(chǔ)圖像。

13、Connect“tting.Option菜單，如圖1-4所示SerillySaveRGBlBBitRGBlSBitNormalZoomIn圖1-4Option菜單選項(xiàng)菜單中“Connect”選項(xiàng)用來連接儀器與計(jì)算機(jī)，“Setting,”選項(xiàng)用來設(shè)置參數(shù)，“SerillySave”選項(xiàng)為自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存命令，因顯示卡兼容性不同，在Option中選RGB15bit或RGB16bit,可以顯示正常圖像，Normal為正常圖像大小，這是缺省值，ZoomIn是把圖像縮小，使較大的液滴能在屏幕上全部顯現(xiàn)出來，再選才NNormal就恢復(fù)原來大小。當(dāng)選擇“Setting,”選項(xiàng)時(shí)會(huì)彈出對(duì)話框，如圖1-5所示。圖1

14、-5參數(shù)設(shè)置對(duì)話框前三項(xiàng)參數(shù)是用來設(shè)定SerillySave(自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存)的；后三項(xiàng)參數(shù)是用來設(shè)定“快存和播放”的，快存的總幀數(shù)可根據(jù)頁(yè)面數(shù)量設(shè)定，快存間隔幀數(shù)可根據(jù)客戶要求設(shè)置，一般視頻有25幀/秒，播放延遲無單位，代表了播放每幀圖像時(shí)的時(shí)間間隔，是根據(jù)計(jì)算機(jī)的主頻而設(shè)的延遲?？齑鏁r(shí)由于圖像直接存在內(nèi)存中，所以屏幕上沒有圖像。(2)測(cè)量步驟溝通和采樣進(jìn)入主界面后請(qǐng)點(diǎn)擊Option菜單中的"Connect”選項(xiàng)，出現(xiàn)對(duì)話框“ConnectOK",表明計(jì)算機(jī)與儀器的通訊溝通成功，如出現(xiàn)出錯(cuò)信息，請(qǐng)檢查計(jì)算機(jī)與儀器的連線是否正確以及電源是否打開。加入樣品。實(shí)驗(yàn)過程如圖1-6所

15、示。圖1-6實(shí)驗(yàn)過程圖1-7按活動(dòng)圖像激活視頻顯示區(qū)，通過調(diào)節(jié)調(diào)焦按鈕來截取圖像，調(diào)焦控制面板如圖所示。圖1-7調(diào)焦控制面板如果要連續(xù)采樣，使用“Setting,”中的前三項(xiàng)來設(shè)定BMPC件名、總幀數(shù)和間隔時(shí)間，在Option中選SerillySave即可。如果只采一幀圖，按凍結(jié)圖像，在File菜單中中選“SaveAs”選項(xiàng)存儲(chǔ)圖像，會(huì)有提示請(qǐng)你選擇儲(chǔ)存的文件名和所在的文件夾。接觸角測(cè)量在以上凍結(jié)圖像的基礎(chǔ)上，接觸角測(cè)量有多種方法（參見說明書），本實(shí)驗(yàn)采用量角法按量角法按鈕，進(jìn)入量角法主界面，如圖1-8所示，按開始鍵，打開文件夾，選中需要計(jì)算的圖形文件。圖1-8量角法主界面圖量取角度：顯示測(cè)量

16、尺Q:測(cè)量尺向上A:測(cè)量尺向下X:測(cè)量尺向右Z:測(cè)量尺向左：測(cè)量尺左旋：測(cè)量尺右旋量角器：顯示測(cè)量尺角度。量取角度顯示測(cè)量尺，顯示測(cè)量尺角度為45度，然后使測(cè)量尺與液滴邊緣相切，如圖1-9所示。圖1-9量角法測(cè)量然后下移測(cè)量尺到液滴頂端，如圖1-10所示圖1-10量角法測(cè)量再將旋轉(zhuǎn)測(cè)量尺，使其與液滴左端相交，即得到接觸角的數(shù)值，如圖1-11所示。圖1-11量角法測(cè)量另外，也可以使測(cè)量尺與液滴右端相交，求出接觸角，最后求兩者的平均值。注：當(dāng)測(cè)量尺與液滴右端相交時(shí)，用180°減去所見的數(shù)值方為正確的接觸角數(shù)據(jù)。記錄下接觸角數(shù)據(jù)。3.換一種聚合物，重復(fù)以上2的步驟測(cè)定。記錄下接觸角數(shù)據(jù)。將

17、記錄下接觸角數(shù)據(jù)下表：表1接觸角測(cè)定數(shù)據(jù)探測(cè)液聚合物水甲酰胺123平均123平均五.數(shù)據(jù)處理點(diǎn)擊桌面上的newjc2000.exe,啟動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序。接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面如圖1-12所示：圖1-12接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面圖點(diǎn)擊表面能按鈕，進(jìn)入計(jì)算表面張力界面對(duì)話框。在計(jì)算表面張力時(shí)，需要將液體A和液體B的色散力、極性力和分別測(cè)得的接觸角填入如圖1-13所示的界面中。圖1-13表面張力計(jì)算對(duì)話框然后按“OK鍵即可以計(jì)算出固體的表面能，如圖1-14所示。圖1-14表面張力計(jì)算結(jié)果對(duì)話框六.注意事項(xiàng)1 .溫度對(duì)接觸角也有影響，雖然影響不大，但仍應(yīng)盡可能保持室內(nèi)恒溫，門窗少開。觀察記

18、錄室內(nèi)溫度；2 .每次測(cè)量個(gè)不時(shí)間應(yīng)當(dāng)一致；且要有一定的平衡時(shí)間。3 .每次測(cè)量液體取樣應(yīng)保持體積相同。4每次進(jìn)樣應(yīng)一次注射完全，不可分幾次注射完。七.思考題1 .為什么應(yīng)盡可能保持室內(nèi)恒溫，門窗少開。觀察記錄室內(nèi)溫度？2 .何謂接觸角滯后前進(jìn)角，后退角？影響因素有哪些？3 .為什么應(yīng)保持注意事項(xiàng)中（2）（4）項(xiàng)？八.參考文獻(xiàn)1 .胡福增等.材料表界面.上海：華東理工大學(xué)出版社.20012 .姜兆華等.應(yīng)用表面化學(xué)與技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.20003 .孫幕槿等.固體聚合物的表面張力研究.玻璃鋼/復(fù)合材料.2004,（5）784 .朱步瑤等.界面化學(xué)基礎(chǔ).北京：北京大學(xué)出版社.19

19、94附錄JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x使用說明附圖1JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x1 .刖H液體接觸角的測(cè)定在石油、印染、醫(yī)藥、噴涂、選礦等行業(yè)的科研生產(chǎn)有非常重要的作用。特別是納米材料科學(xué)與工程已經(jīng)成為世界性的研究熱點(diǎn)，在研究納米材料的表面改性時(shí)，都往往要涉及潤(rùn)濕接觸角這個(gè)概念。所謂接觸角是指在一固體水平平面上滴一液滴，固體表面上的固-液-氣三相交界點(diǎn)處，其氣-液界面和固-液界面兩切線把液相夾在其中時(shí)所成的角。JC2000A靜滴接觸角/界面張力測(cè)量?jī)x主要用于測(cè)量液體對(duì)固體的接觸角，即液體對(duì)固體的浸潤(rùn)性，也可測(cè)量外相為液體的接觸角。該儀器能測(cè)量各種液體對(duì)各種材料的接觸角，粉

20、末在壓片后也可測(cè)量。2 .原理概述2.1 接觸角定義當(dāng)液滴自由地處于不受力場(chǎng)影響的空間時(shí)，由于界面張力的存在而呈圓球狀。但是，當(dāng)液滴與固體平面接觸時(shí)，其最終形狀取決于液滴內(nèi)部的內(nèi)聚力和液滴與固體間的粘附力的相對(duì)大小。當(dāng)一液滴放置在固體平面上時(shí)，液滴能自動(dòng)地在固體表面鋪展開來，或以與固體表面成一定接觸角的液滴存在，如圖F-1所示。假定不同的界面間力可用作用在界面方向的界面張力來表示，則當(dāng)液滴在固體平面上處于平衡位置時(shí)，這些界面張力在水平方向上的分力之和應(yīng)等于零，即?S/A=/L+?L/ACOSe(F-1-1)式中丫S/A、丫L/A、丫S/L分別為固-氣、液-氣和固-液界面張力；9為液體與固體間的

21、界面和液體表面的切線所夾(包含液體)的角度，稱為接觸角(contactangle),。在00-1800之間。接觸角是反應(yīng)物質(zhì)與液體潤(rùn)濕性關(guān)系的重要尺度，0=90°可作為潤(rùn)濕與不潤(rùn)濕的界限，0<90°時(shí)可潤(rùn)濕，0>90°時(shí)不潤(rùn)濕。2.2 潤(rùn)濕潤(rùn)濕(wetting)的熱力學(xué)定義是，若固體與液體接觸后體系(固體和液體)的自由能G降低，稱為潤(rùn)濕。自由能降低的多少稱為潤(rùn)濕度，用Ws/l來表示。潤(rùn)濕可分為三類：粘附潤(rùn)濕(adhesionalwetting)、鋪展?jié)櫇?spreadingwetting)和浸濕(immersionalwetting)?？蓮膱DF-2看出

22、。圖F-2三類潤(rùn)濕5.5.5 粘附潤(rùn)濕如果原有的1m2固面和1m2液面消失，形成1m2固-液界面，則此過程的WAs/l為:WS/L=SS/A+丫L/A-SS/L(F-1-2)6.6.6 鋪展?jié)櫇癞?dāng)一液滴在1m2固面上鋪展時(shí)，原有的1m2固面和一液滴(面積可忽略不計(jì))均消失，形成1m2液面和1m2固液界面，則此過程的WSs/l為：SWs/l丫s/a-丫l/a-丫s/l(F13)7.7.7 浸濕當(dāng)1m2固面浸入液體中時(shí)，原有的1m2固面消失，形成1m2固一液界面，則此過程的W1一為:Ws/l=丫s/a-丫s/l(F-1-4)對(duì)上述三類潤(rùn)濕，丫s/a和丫s/l無法測(cè)定，如何求Ws/l分別討論如下：粘

23、附潤(rùn)濕對(duì)于粘附北濕有：Was/l=丫l/a(1+cos0)(F-1-5)因液體表面張力丫L/A為已知，故只需測(cè)定接觸角。即可求出WAs/L。鋪展?jié)櫇駥?duì)于鋪展?jié)櫇裼校嚎傻茫篧SS/L=丫L/A(cos。-1)(F-1-6)因cos<1,故WSS/L<0O但Ws/l是自由能降低，結(jié)果表示可以有一個(gè)自由能增加或不變的自發(fā)過程。這顯然違反熱力學(xué)第二定律。錯(cuò)誤在于誤用了(F-1-1)式，此式只適用于平衡態(tài)。若液滴自動(dòng)鋪展以完全蓋住固面，這就表示液滴與固面不成平衡態(tài)，所以不能將(F-1-1)式代入(F-1-3)式中。這里應(yīng)該指出，不能將鋪展?jié)櫇裾J(rèn)為0=00,而在此情況下根本沒有接觸角。0=0&

24、#176;的正確理解應(yīng)是有一個(gè)角，恰好等于0°。設(shè)有固體與壓力逐漸增加的蒸氣接觸以吸附此蒸氣，當(dāng)壓力達(dá)到飽和蒸氣壓P0時(shí)，固P。面上即有一層極薄的液體。由Gibbs吸附原理知，表面自由能降低=RTjdInP。因此，WSS/L=SS/A-丫L/A-SS/L=RTdFdInP(F-1-7)浸濕將式(F-1-7)中的丫l/a去掉，即得WIs/L：p。Ws/l=ss/a-ss/l=RT|TdInP(F-1-8)由(F-1-6)式可知，當(dāng)。=0°時(shí)，cosQ=1,Was/l=2丫l/a,自由能降低為最大，則認(rèn)為固體完全被液體潤(rùn)濕；當(dāng)0=1800時(shí)，cosQ=-1,WAs/l=0,自由

25、能降低為0,則固體完全不被液體潤(rùn)濕，即完全不潤(rùn)濕。這種情況是理想的，因?yàn)橐后w與固體之間多少有一些相互吸引力存在。2.3 接觸角的測(cè)定對(duì)于理想的平固體表面，當(dāng)液滴在表面達(dá)平衡后。只有一個(gè)符合Young方程的接觸角。但實(shí)際固體表面是非理想的，因而會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，致使接觸角的測(cè)量往往很難重復(fù)。但經(jīng)過精心制備和處理的表面，有可能得到較重復(fù)的數(shù)據(jù)，特別是高分子的表面。表面的制備和處理的目的是要得到較光滑、干凈的理想表面，但具體的手續(xù)因樣品而異，這里不作更多的介紹。這里主要介紹一些常用的接觸角測(cè)定方法，它們都是針對(duì)氣一液一固體系的接觸角而設(shè)計(jì)的。但其中有些方法，只需略加修改，亦適用于液一液一固體系接觸角的

26、測(cè)定。2.3.1 量角法液滴角度測(cè)量法是測(cè)量接觸角的最常用的方法之一，如圖F3(a,b)所示。該方法是將固體表面上的液滴，或?qū)⒔胍后w中的固體表面上形成的氣泡投影到屏幕上，然后直接測(cè)量切線與相界面的夾角，直接測(cè)量接觸角的大小。這時(shí)的躺滴可認(rèn)為是球形的一(F-1-9)10-4mL此方法可用。若接觸角如果液體蒸氣在固體表面發(fā)生吸附，影響固體的表面自由能，則應(yīng)把樣品放入帶有觀察窗的密封箱中，待體系達(dá)平衡后再進(jìn)行測(cè)定。此法的優(yōu)點(diǎn)是：樣品用量少，儀器簡(jiǎn)單，測(cè)量方便。準(zhǔn)確度一般在土10左右。2.3.2 量高法如果液滴很小，重力作用引起液滴的變形可以忽略不計(jì)，部分，如圖F4所示。接觸角可通過高度的測(cè)量按下式

27、計(jì)算：122htan=2d式中h是液滴高度，d是滴底的直徑。若液滴體積小于小于90°,則液滴稍大亦可應(yīng)用。圖F4量高法示意圖液滴在纖維上的接觸角也可用量角法測(cè)量，把纖維水平拉直.置于樣品槽內(nèi)，然后投影到電腦屏幕，直接測(cè)定液滴與纖維表面的夾角。如果液滴很小，接觸角也可用量高法測(cè)量，通過式(F-1-9)來計(jì)算。實(shí)際固體表面幾乎都是非理想的，或大或小總是會(huì)出現(xiàn)接觸角滯后現(xiàn)象.因此，需同時(shí)測(cè)定前進(jìn)角和后退角。對(duì)于躺滴法，可用增減液滴體積的辦法來測(cè)定。增加液滴體積時(shí)測(cè)出的是前進(jìn)角，如圖5(a)所示；減少液滴體積時(shí)為后退角，如圖F5(b)所示。(a)前進(jìn)角(b)后退角圖F5前進(jìn)角和后退角的測(cè)定方

28、法為了避免增減液滴體積時(shí)可能引起液滴振動(dòng)和變形，在測(cè)定時(shí)可將改變液滴體積的毛細(xì)管尖端插入液滴中，尖端插入液滴不影響接觸角的數(shù)值。決定和影響潤(rùn)濕作用和接觸角的因素很多。如，固體和液體的性質(zhì)及雜質(zhì)、添加物的影響，固體表面的粗糙程度、不均勻性的影響，表面污染等。對(duì)于一定的固體表面，在液體液相中加入表面活性物質(zhì)?？筛纳茲?rùn)濕性質(zhì)，并且隨著液體和固體表面接觸時(shí)間的延長(zhǎng)，接觸角有逐漸變小趨于定值的趨勢(shì)，這是由于表面活性物質(zhì)在各界面上吸附的結(jié)果。3.儀器組成3.1技術(shù)指標(biāo)3.2.1 測(cè)量方式3.2.2 測(cè)量范圍3.2.3 溫度范圍3.2.4 測(cè)溫精度量角法，量高法，懸滴法;00180;室溫90C；0.01C;

29、1.5 圖像放大率：266pixel/mm;1.5 固體試樣尺寸：28X11mm1.5 主機(jī)外形尺寸：400X250X250mm1.5 總功率：220V200W（包括計(jì)算機(jī)）；3.2系統(tǒng)組成硬件組成JC2000A靜滴接觸角測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)如圖7所示。河展電機(jī)圖F6JC2000A粉體接觸角測(cè)量?jī)x的硬件組成儀器背部接線端口如圖F7所示圖F7儀器背部接線端口圖該儀器的樣品槽的結(jié)構(gòu)如圖F8所示，I密閉空間破測(cè)固體(a)(b)圖F8樣品槽結(jié)構(gòu)圖該樣品槽提供了密閉小環(huán)境，容易達(dá)到蒸發(fā)飽和狀態(tài)，并能在外相液體中測(cè)試。與接觸角相配的圖像采集卡(視頻卡)一塊，如圖F9所示。圖F9圖像采集卡CCDfe源線一根，如圖F

30、10所示圖F10CCD電源線主機(jī)電源線一根，如圖F11所示視頻連接線一根圖F11主機(jī)電源線F12所示。串口連接線一根，如圖F13所示。圖F13串口連接線微量進(jìn)樣器一個(gè)，如圖F14所示支架一個(gè)，如圖F15所示圖F15支架與接觸角測(cè)量?jī)x相配的計(jì)算機(jī)一臺(tái)如自帶計(jì)算機(jī)，建議配置如下或更高級(jí):舊M兼容奔騰300以上的計(jì)算機(jī)；64M以上內(nèi)存；有PCI擴(kuò)展槽；至少500M硬盤空間；SaTNT2系列等顯示卡。有一個(gè)正常工作的COM通訊口3.2.2軟件組成運(yùn)行環(huán)境WinXP配套軟件產(chǎn)品隨機(jī)配送的光盤中，一般包括以下內(nèi)容:DH-CG400®像卡驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用程序；儀器使用軟件；儀器介紹、操作指南。4.系

31、統(tǒng)安裝系統(tǒng)硬件安裝圖像采集卡(視頻卡)安裝關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源，打開機(jī)箱，找到PCI插槽，如圖F16所示，圖中白色插槽為PCI插槽。圖F16PCI插槽示意圖(2)將圖像卡插入計(jì)算機(jī)空閑的PCI總線插槽中(白色擴(kuò)展插槽)片與機(jī)箱用螺釘固定，即完成安裝。如圖F17所示；,將圖像卡上的固定擋圖F17圖像卡安裝圖像卡安裝完成以后，其端口如圖F18所示。圖F18圖像卡端口示意圖接觸角主機(jī)與計(jì)算機(jī)將隨機(jī)配送的視頻連接線連接CG400圖像采集卡(視頻卡)的端口與微電泳儀主機(jī)視頻口(注：某些圖像采集卡有2個(gè)插孔，選遠(yuǎn)離主板的那個(gè)插孔)，將隨機(jī)配送的串口連接線連接計(jì)算機(jī)COM1與電泳儀的串口線接口(計(jì)算機(jī)COM懦口如

32、圖F19所示)，完成連接以后，接觸角主機(jī)與計(jì)算機(jī)的連接情況如圖F20所示。圖F19COM1端口示意圖圖F20接觸角主機(jī)與計(jì)算機(jī)連接圖硬件安裝注意事項(xiàng)(1)硬件安裝必須在關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源后進(jìn)行；(2)圖像卡的方向不能搞錯(cuò)，固定鐵片與機(jī)箱相連;(3)圖像卡一定要插牢固，并與機(jī)箱用螺釘固定。系統(tǒng)軟件安裝本公司售出的接觸角測(cè)量?jī)x，如附帶計(jì)算機(jī)，已經(jīng)安裝了系統(tǒng)程序，并附有軟件安裝盤,如客戶自配計(jì)算機(jī)或系統(tǒng)重新安裝請(qǐng)按以下步驟進(jìn)行：4.2.1圖像卡驅(qū)動(dòng)軟件安裝隨機(jī)配送的光盤中DH-CG40M圖像卡驅(qū)動(dòng)軟件所在的目錄，圖像卡必須安裝驅(qū)動(dòng)軟件才可以工作。(1)圖像卡驅(qū)動(dòng)程序安裝圖像卡安裝完成后，第一次開機(jī)時(shí)，系

33、統(tǒng)會(huì)提示發(fā)現(xiàn)新硬件，要求安裝設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，如圖F21所示。DahengCG4CJLICaptureVindoME正在安裝新硬件的軟件口圖21找到新硬件這時(shí)可根據(jù)提示，點(diǎn)擊“瀏覽，”按鈕打開光盤的二DHCG400Win9X'目錄，如圖F22所示，圖F22安裝驅(qū)動(dòng)程序示意圖F23然后按確定鍵便可完成安裝工作，這時(shí)系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)機(jī)器，點(diǎn)擊“是"按鈕，如圖所示。則在控制面板的F24所示。圖F23系統(tǒng)提示圖系統(tǒng)重新啟動(dòng)以后，圖像卡的驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)完成安裝。如果沒有正確安裝,設(shè)備管理器中，聲音、視頻和游戲控制器下會(huì)有黃色的驚嘆號(hào)出現(xiàn)，如圖圖F24安裝失敗示意圖可以按照下面的步驟重新安裝。

34、點(diǎn)擊“屬性”按鈕，如圖F25所示。F26所示。圖F26安裝過程圖圖F25屬性對(duì)話框然后點(diǎn)擊“更新驅(qū)動(dòng)程序”按鈕，選擇指定驅(qū)動(dòng)程序的位置單選框，如圖然后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，出現(xiàn)如圖28所示的對(duì)話框。更鼾這品期動(dòng)理序向?qū)鲜箝T見在要從馬勘程序摩和下列任1伍置披索更別的的確序.幸理塞比當(dāng)前設(shè)備使用的驅(qū)新程序更好巡醐程序即雎拗."可稀硒的介質(zhì)回映盤、cd-Jim.)17騙星庭口”目贏畝而后后三f陽覽顯季族事動(dòng)程序列表，以便町從列序、上一一一1下_.|取滿|F28所示。圖F27安裝過程圖點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕，選擇驅(qū)動(dòng)程序所在的目錄，然后點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖圖F28安裝過程圖點(diǎn)擊“下一步”按鈕，

35、出現(xiàn)復(fù)制文件對(duì)話框，如圖30所示。圖F29復(fù)制文件對(duì)話框復(fù)制完成以后，出現(xiàn)如圖F30所示的對(duì)話框。Wmd«S巳經(jīng)安裝了比硬蚌設(shè)備的更新非邂序.ahs»gC(r40DCapture(It/13/2002)F31所示。圖F31重新啟動(dòng)對(duì)話框選擇“是"按鈕，系統(tǒng)將會(huì)重新啟動(dòng)，系統(tǒng)啟動(dòng)好以后，圖像卡的驅(qū)動(dòng)程序的安裝已經(jīng)完成，此時(shí)控制面板的設(shè)備管理器中，聲音、視頻和游戲控制器下的黃色的驚嘆號(hào)已經(jīng)消失，如圖F32所示。ZJ2S.制石備苣毋耨|硬怦配置文件|性能|苗搭當(dāng)出者若由岳(Ir用法椅有若設(shè)備(C)巴計(jì)當(dāng)機(jī)+二JH3免見硒里：t各語制解調(diào)福+/潴口tUHLFI)田B而現(xiàn)鼎

36、!t,豆地空日營(yíng)其他設(shè)備J.'PCIRLldnadLaAudioDavie*田口袁者控制電I：醒,回音-雙以硒戲拄和端EabiCTu；E4DQCapture(11/13/EmE)技標(biāo)通用串行油威拄制更映適配書系統(tǒng)設(shè)備®j捌皂I打印如.圖F32安裝成功示意圖(2)圖像采集軟件安裝運(yùn)行光盤的二DH-CG400Demo目錄下的Setup.exe文件,集軟件安裝工作。安裝過程如下：雙擊setup.exe文件，出現(xiàn)如圖34所示的對(duì)話框。便可完成圖像卡圖像采上一步kI：二二族一一|圖F30安裝過程圖點(diǎn)擊“完成”按鈕，即可完成驅(qū)動(dòng)程序的安裝，此時(shí)系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)，如圖SetupSetupi

37、spieparingtteInstallShieldWizardwhichwfllguideywthroughtheapplicationsetupprocess：,Please網(wǎng)100%圖F33準(zhǔn)備安裝進(jìn)程圖準(zhǔn)備安裝進(jìn)程完成以后，點(diǎn)擊“Next”按鈕，如圖F34所示IWdcogIheDH-CG400PeiFomnant5由pprogramThsprogram間EWIDHCG-4001rpErlaEanceon陽urCDcnpulei.ItisslrorpleconmsrdedIha*oubktWlWindowspioaramsbeforeruinngIhisS曲叩program.ClickC

38、-anralIoqul£et*iandthandoseanypcrarre/ouhaveluntihg.Clck.M皈tocontinuewlhtheSetupprogram.WARNING:Thispiogramts-protectedb)icopyrightBa/andidtemaliGhH白酒總殳Unaimhanswfrepradirolkjrio<djfcuiksnal由pw3in.aanypo由eoftgmrcsUtnseveiecrviandcnmralpendiies.andwilbepiasecUtedtomwrnume?4cnipossWciflxlwlaw.

39、I二座運(yùn)二I口一II圖F34安裝過程圖選擇“Yes”按鈕，如圖F35所示。圖F35安裝過程圖可以選擇“Brouse,"按鈕改變安裝路徑，也可以選擇默認(rèn)的路徑安裝，點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖F36所示。12rhl白白£白an兇SetupIiM:曲UH，CG400PeifamwnH；inihengfolder.Torisialto臍is110klerckskiH&tTonsialtoadfiermtlofidtr.cldcBiowssandwdectanotherfolder.Youcanchwscnolfonsi-alDH-CG400PcoimancetvcJckjng

40、Csicdtoex*SelupD«±lindlicrbFolderC:V.DHCS40DPafaimarceBjowse.圖F36安裝過程圖選取默認(rèn)的Typical”安裝，點(diǎn)擊“下一步”按鈕，如圖F37所示。圖F37安裝過程圖點(diǎn)擊“Next按鈕，如圖F38所示。圖F38安裝過程圖點(diǎn)擊“Next按鈕，如圖F39所示。G&uphaerrDMshid0n屈刖to51Mcc-pjraihe律啊改5li蘆u型班tolehWj口char謂皿idLngx.cfckG-sckIfguMt聞的d詞！ttu：訊ngtcktFindla再向.CLiie&itthflB：iReiw

41、tuwheic:gackj屈運(yùn)-1C%c*圖F39安裝過程圖點(diǎn)擊“Finish”按鈕，完成圖像采集軟件的安裝。如圖F40所示。圖F40安裝過程圖F41所小,(3)為采集圖像分配內(nèi)存軟件安裝完成后，打開控制面板，其中有大包圖像圖標(biāo)，如圖大恒MemAllocater圖F41大恒圖標(biāo)用鼠標(biāo)雙擊該圖標(biāo)，會(huì)彈出連續(xù)內(nèi)存分配對(duì)話框，如圖F42所示，在請(qǐng)輸入內(nèi)存塊大小編輯框中輸4000連續(xù)內(nèi)存分配的配苴目前的分配情況試圖分配的大小：TB0JT(300OKB)>分配成功！請(qǐng)輸入您想分配的內(nèi)存塊大?。捍_認(rèn)網(wǎng)頁(yè)(1頁(yè)=4KB)圖F44內(nèi)存成功分配對(duì)話框圖F43確認(rèn)對(duì)話框重新啟動(dòng)以后，系統(tǒng)已成功為圖像采集分配

42、了內(nèi)存，如圖F44所示。F43所示。按確認(rèn)鍵，系統(tǒng)會(huì)重新啟動(dòng)，按確定建，系統(tǒng)為圖像采集分配內(nèi)存，如圖儀器操作軟件安裝將光盤中的“，forCG400目錄下的Jc2000A文件夾全部拷貝到C盤中Jc2000A目錄下，執(zhí)行文件為newjc2000.exe。系統(tǒng)文件列表接觸角測(cè)量?jī)x文件列表本系統(tǒng)必須在C:jc2000子目錄下有以下文件：newjc2000.execg200d32.dlldvcseapi.dllmemalloc.dll_isreg32.dll顯示器設(shè)定在桌面上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵-屬性-選擇設(shè)置，在顏色欄，選擇“增強(qiáng)色16位”，在屏幕區(qū)域欄，選擇“800M600”像素，如圖F45所示。5.系統(tǒng)使

43、用5.1啟動(dòng)圖F45顯示器設(shè)定圖進(jìn)入jc2000a子目錄，運(yùn)行子目錄中的newjc2000.exe即可啟動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序。接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面如圖F46所示：圖F46接觸角測(cè)量?jī)x應(yīng)用程序主界面圖采樣操作模塊使用說明屏幕左側(cè)的大正方形區(qū)域?yàn)閳D像顯示區(qū)，當(dāng)攝像機(jī)打開時(shí)，顯示區(qū)顯示當(dāng)前攝像機(jī)攝入的圖像內(nèi)容。屏幕右側(cè)為采樣操作模塊的功能菜單，現(xiàn)將菜單各項(xiàng)功能詳述如下：活動(dòng)圖像：激活視頻顯示區(qū)凍結(jié)圖像：凍結(jié)視頻顯示區(qū)圖像讀取溫度：顯示當(dāng)前裝樣平臺(tái)溫度單位：攝氏度C精度：0.1C存儲(chǔ)狀況：顯示連續(xù)存儲(chǔ)時(shí)的即時(shí)狀況，BMP像文件名從菜單Option中的第二欄Setting中的第一項(xiàng)設(shè)定（如圖50

44、所示），根據(jù)以上設(shè)定的字符串分別自動(dòng)添加后綴01.bmp,02.bmp,等等快存和播放：從菜單Option中Setting,項(xiàng)中后三項(xiàng)設(shè)定，在初次快存之前，先需到win98控制面板大恒圖像根據(jù)內(nèi)存實(shí)際內(nèi)存大小來設(shè)定頁(yè)面數(shù)量（建議4000-8000,可存幾十幀圖像）重啟電腦。（如圖F44所示）快存的總幀數(shù)可根據(jù)頁(yè)面數(shù)量設(shè)定；快存間隔幀數(shù)可根據(jù)客戶要求設(shè)置，一般視頻有25幀/秒；播放延遲無單位，代表了播放每幀圖像時(shí)的間隔，是根據(jù)計(jì)算機(jī)的主頻而設(shè)的延遲。（如圖F49所示）快存時(shí)由于圖像直接存在內(nèi)存中，所以屏幕上沒有圖像。菜單說明File菜單,如圖F47所示。FileOption上述3個(gè)選項(xiàng)依次是：結(jié)

45、圖像后，可按“SaveAs,圖F47File菜單選項(xiàng)“打開，”、“保存為，”、“退出”，實(shí)驗(yàn)中如果只采一幀圖，在凍”菜單存儲(chǔ)圖像。Option菜單，如圖F48所示Coimect立tt】n出SerillySaveBGBleEitKGB15BitNormal圖F48Option菜單選項(xiàng)菜單中“Connect”選項(xiàng)用來連接儀器與計(jì)算機(jī)，“Setting”選項(xiàng)用來設(shè)置參數(shù)，“SerillySave”選項(xiàng)為自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存命令，因顯示卡兼容性不同，在Option中選RGB15bit或RGB16bit,可以顯示正常圖像，Normal為正常圖像大小，這是缺省值，ZoomIn是把圖像縮小，使較大的液滴能在屏幕上全

46、部顯現(xiàn)出來，再選擇Normal就恢復(fù)原來大小。當(dāng)選擇“Setting-選項(xiàng)時(shí)會(huì)彈出對(duì)話框，如圖F49所示。圖F49參數(shù)設(shè)置對(duì)話框前三項(xiàng)參數(shù)是用來設(shè)定SerillySave（自動(dòng)連續(xù)儲(chǔ)存）的；后三項(xiàng)參數(shù)是用來設(shè)定“快存和播放”的，快存的總幀數(shù)可根據(jù)頁(yè)面數(shù)量設(shè)定，快存間隔幀數(shù)可根據(jù)客戶要求設(shè)置，一般視頻有25幀/秒，播放延遲無單位，代表了播放每幀圖像時(shí)的時(shí)間間隔，是根據(jù)計(jì)算機(jī)的主頻而設(shè)的延遲?？齑鏁r(shí)由于圖像直接存在內(nèi)存中，所以屏幕上沒有圖像。另外，本儀器還可外接恒溫水浴。使用步驟溝通和采樣進(jìn)入主界面后請(qǐng)點(diǎn)擊Option菜單中的"Connect”選項(xiàng)，出現(xiàn)對(duì)話框“ConnectOK&quo

47、t;,表明計(jì)算機(jī)與儀器的通訊溝通成功，如出現(xiàn)出錯(cuò)信息，請(qǐng)檢查計(jì)算機(jī)與儀器的連線是否正確以及電源是否打開。加入樣品。實(shí)驗(yàn)過程如圖F50所示。圖F50實(shí)驗(yàn)過程圖F51按活動(dòng)圖像激活視頻顯示區(qū)，通過調(diào)節(jié)調(diào)焦按鈕來截取圖像，調(diào)焦控制面板如圖所示。圖F51調(diào)焦控制面板如果要連續(xù)采樣，使用“Setting,”中的前三項(xiàng)來設(shè)定BMPC件名、總幀數(shù)和間隔時(shí)間，在Option中選SerillySave即可。如果只采一幀圖，按凍結(jié)圖像，在File菜單中中選“SaveAs,”選項(xiàng)存儲(chǔ)圖像，會(huì)有提示請(qǐng)你選擇儲(chǔ)存的文件名和所在的文件夾。量角法按量角法按鈕，進(jìn)入量角法主界面，如圖53所示，按開始鍵，打開文件夾，選中需要計(jì)

48、算的圖形文件。Ehilo工圖F52量角法主界面圖量取角度：顯示測(cè)量尺Q測(cè)量尺向上A:測(cè)量尺向下X:測(cè)量尺向右Z:測(cè)量尺向左：測(cè)量尺左旋：測(cè)量尺右旋量角器：顯示測(cè)量尺角度F53量取角度顯示測(cè)量尺，顯示測(cè)量尺角度為45度，然后使測(cè)量尺與液滴邊緣相切，如圖所示。圖F53量角法測(cè)量然后下移測(cè)量尺到液滴頂端，如圖F54所示圖F54量角法測(cè)量再將旋轉(zhuǎn)測(cè)量尺，使其與液滴左端相交，即得到接觸角的數(shù)值，如圖56所示。圖F55量角法測(cè)量另外，也可以使測(cè)量尺與液滴右端相交，求出接觸角，最后求兩者的平均值。注：當(dāng)測(cè)量尺與液滴右端相交時(shí)，用180°減去所見的數(shù)值方為正確的接觸角數(shù)據(jù)。5.4.3量高法按量高法按

49、鈕，進(jìn)入量高法主界面，如圖F56所示。圖F56量高法主界面圖按開始按鈕，打開文件夾，選取圖象文件，界面如圖58所示。圖F57量高法測(cè)量然后用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊液滴的頂端和液滴的左、右兩端，如圖59所示，如果點(diǎn)擊錯(cuò)誤,可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，取消選定。圖F58量高法測(cè)量量角器角度為0,接觸角為2X(90-0)懸滴法測(cè)表面張力基本操作如下：在程序主界面單擊另外本儀器還提供了用懸滴法測(cè)量表面張力的功能，懸滴法按鈕，進(jìn)入懸滴法程序主界面，如圖F59所示。圖F59懸滴法測(cè)量表面張力主界面按開始按鈕，打開圖像文件，如圖F60所示：圖F60懸滴法測(cè)量表面張力然后在液泡左右兩側(cè)和底部用鼠標(biāo)左鍵各取一點(diǎn)，隨后在液泡頂部會(huì)出

50、現(xiàn)一條橫線與液泡兩側(cè)相交，然后再用鼠標(biāo)左鍵在兩個(gè)相交點(diǎn)處各取一點(diǎn)，即可測(cè)出表面張力值，如圖F61所示。圖62懸滴法測(cè)量表面張力(F-1-10)(F-1-11)丫L為液體表面能，也(F-1-12)Owens二液法計(jì)算表面能本儀器還提供了Owens二液法計(jì)算表面能的功能，具體計(jì)算方法如下：Ys=丫s+丫s-L0+丫LP式中：丫s為固體表面能，可以分解為色散力丫sD項(xiàng)和極性力丫sP項(xiàng);可以分解為色散力丫LD項(xiàng)和極性力丫LP項(xiàng)。那么：”(1+cos。)=2(ld)1/2+2(丫sP-P)1/2在公式中，如果已知液體的表面能YL和其分項(xiàng)丫;丫LP,并測(cè)出液體在固體表面上的接觸角0,則公式中還有兩個(gè)未知數(shù)丫sD和Ys為了求得這兩個(gè)未知數(shù)，就需要兩個(gè)方程，因此必須采用兩種測(cè)試液體，獲得如下的方程組：YLi(1+cos01)=2(YsDYL1D)1/2+2(rSPYL1P)1/2(F-1-13)LL2(1+COS02)=2(丫s丫L2)+2(ss丫L2)(F-1-14)由該方程組可以求出YsD和丫sP,進(jìn)而可以求出固體的表面能：丫s=TsD+丫s1目前常用的測(cè)試液體的表面能如表1所示表1常用測(cè)試液體的表面能液體P丫LD丫L丫LTLP/丫lD