水滴角測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果受樣品特性、測(cè)試環(huán)境、儀器參數(shù)及操作方法四大類(lèi)因素影響,這些因素會(huì)直接導(dǎo)致測(cè)量值出現(xiàn)偏差。
1.樣品特性因素
表面平整度:樣品表面若有劃痕、凹陷或凸起,會(huì)改變液滴的實(shí)際接觸形態(tài),導(dǎo)致測(cè)量的接觸角偏大或偏小。
表面清潔度:樣品表面殘留油污、灰塵或指紋,會(huì)破壞表面的原始浸潤(rùn)性,使液滴無(wú)法正常鋪展或收縮,影響測(cè)試結(jié)果。
表面均勻性:若樣品為復(fù)合材料或表面有涂層不均的情況,不同區(qū)域的浸潤(rùn)性差異會(huì)導(dǎo)致同一樣品不同位置的測(cè)試結(jié)果不一致。
2.測(cè)試環(huán)境因素
溫度與濕度:溫度會(huì)影響液體的表面張力(如溫度升高,水的表面張力降低),濕度則可能導(dǎo)致樣品表面吸附水汽或液體揮發(fā),兩者均會(huì)間接改變水滴角數(shù)值。
氣流干擾:測(cè)試環(huán)境中存在氣流(如通風(fēng)口附近),會(huì)吹動(dòng)液滴變形或偏移,導(dǎo)致儀器無(wú)法準(zhǔn)確捕捉液滴輪廓,進(jìn)而產(chǎn)生測(cè)量誤差。
3.儀器參數(shù)因素
液滴體積:液滴體積過(guò)大易因重力作用變形,體積過(guò)小則難以清晰捕捉輪廓,通常需控制在2-5μL的標(biāo)準(zhǔn)范圍,否則會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏差。
針頭位置:針頭與樣品表面的距離過(guò)近可能觸碰樣品,過(guò)遠(yuǎn)則液滴下落時(shí)易受氣流影響,兩者均會(huì)導(dǎo)致液滴無(wú)法垂直落在樣品表面,影響接觸角計(jì)算。
圖像分析算法:不同儀器的圖像分析算法(如圓法、橢圓法、Young-Laplace法)適用于不同形態(tài)的液滴,選擇不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確(如非球形液滴用圓法計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大誤差)。
4.操作方法因素
液滴滴落方式:手動(dòng)滴液時(shí),若針頭移動(dòng)速度不均或用力不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致液滴大小不一致;自動(dòng)滴液若參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤(如滴液速度),也會(huì)影響液滴形態(tài)。
測(cè)量時(shí)機(jī):液滴落在樣品表面后,需在穩(wěn)定的“平衡接觸角”狀態(tài)下測(cè)量(通常為滴落1-3秒后),過(guò)早測(cè)量會(huì)因液滴未穩(wěn)定導(dǎo)致結(jié)果偏小,過(guò)晚則可能因液體揮發(fā)導(dǎo)致結(jié)果偏大。
重復(fù)測(cè)量次數(shù):?jiǎn)未螠y(cè)量隨機(jī)性強(qiáng),未按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行3次以上重復(fù)測(cè)量并取平均值,會(huì)使結(jié)果缺乏代表性。