方法介绍
弯月面法是一种基于弯月面接触角测量纤维润湿性的光学方法,弯月面的接触角是由垂直浸入纤维上的毛细力而产生的。
纤维接触角与哪些问题有关?
许多工艺和产品都涉及纤维和液体之间的作用。通常,润湿性扮演着重要的作用。例如,在开发护发产品时,了解洗发后头发的润湿行为是研发配方过程中至关重要的一环。在复合材料中,纤维与聚合物基体相容性也可以通过润湿性来表征。除此之外,接触角对于纺织品的制造和护理也很重要。
弯月面法是什么原理?
采用弯月面法测量纤维时,需将附着在支架上的纤维样品垂直浸入液体中。纤维上形成的弯月面在三相点形成接触角,通过该接触角可表征纤维和液体间的润湿性。相机将全程记录浸入的过程,并且通过视频图像进行轮廓分析以测定接触角。
KRÜSS设计的纤维支架与任何液滴形状分析仪的针头滴定系统都兼容,由于是直接连接到针头,因此不需要更换整个滴定装置。如果滴定装置可通过软件进行高度调节,则在纤维浸入和拉出的过程中也可以动态测量接触角,以测定前进角和后退角。
纤维接触角既然可由张力仪测量,为什么还需要有新的纤维测量方法?
事实上,采用张力仪的Wilhelmy方法测量基于润湿力的纤维接触角通常是标准做法。弯月面法不会取代Wilhelmy法测纤维的接触角,但这种方法对光学接触角测量仪的用户来说是一个很好的补充,他们可以使用该模块来扩大他们的样品的测量范围,而无需采用另一台仪器,投资也很少。除此之外,采用这种新的方法的优势在于:与Wilhelmy方法不同,这种测量方法在测量时不要输入纤维直径和液体的表面张力,因为接触角是直接通过光学法测量的,这也减少了测量前的准备工作,避免了这两个容易出现测量误差的参数造成测试不准确的可能性。
在什么情况下应该用张力仪测量纤维接触角?
弯月面法不适用于润湿性差的样品,即接触角大于90°的样品,比如防水纺织品。在这种情况下,没有毛细管粘附,而是毛细管凹陷,即弯液面反转,三相点低于水平面。在这种情况下,光学测量很难实现。另一个极端情况是测量特别小的接触角,因为通过图像分析无法精确测定到三相点。而对于张力仪的Wilhelmy方法来说,润湿性的好坏对样品的测量不会产生影响。
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