1 液-固界面接触角测量实验 一、实验目的 1、了解固体表面的润湿过程与接触角的含义与应用 2、了解接触角的常用测量方法，掌握该实验中用到的量高法与量角法的原理 3、掌握 JC2000C1 接触角测量仪的使用方法 4、分析实验数据误差的来源与影响接触角的因素 二、实验原理 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，由于性质不同，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。如汞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。上述各种类型示于图1。 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。在恒温恒压下，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。 图2 接触角 假定不同的界面间 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于平衡位 置时，这些 界面张 力 在水平方向 上的分力 之和应等 于零 ，这个 平衡关 系就 是著 名 的Young 方程，即 ： γSV - γSL = γLV·cosθ (1) 2 式中γSV，γLV，γSL 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ 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夹角，称为接触角，在 0o-180o 之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。 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。接触角测定在防腐、减阻、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...
