一、滚动角的定义与测试

 

　　滚动角是指液滴在倾斜的表面上滚动时，液滴形态改变的临界角度。简言之，滚动角描述了液滴在表面上开始自由滚动的最小倾斜角度。当液滴接触到倾斜的表面时，随着倾斜角度的增大，液滴会受到重力的作用，逐渐从表面上滑动或滚动。液滴开始滚动的那一瞬间所对应的倾斜角度就是滚动角。

 

　　测试滚动角的步骤：

 

　　1.准备样品：首先，选择要测试的固体表面并清洁干净。常见的测试样品包括金属、塑料、玻璃等。

 

　　2.滴水测试：在表面上滴加一定量的液体，通常使用水或其他适宜的液体，如甘油、乙醇等。液滴大小应保持一致，以便测试的准确性。

 

　　3.调整角度：将待测表面安装在测量仪的测量平台上，并逐步改变平台的倾斜角度。使用仪器观察液滴的形态变化。

 

　　4.记录滚动角：当液滴开始沿表面滚动时，记录此时的倾斜角度。该角度即为滚动角。仪器可以自动记录和显示此数据。

 

　　滚动角的意义：

 

　　滚动角常用于评估表面的自清洁性和润滑性能。较小的滚动角意味着液滴在表面上容易滚动，表面润湿性好，通常与疏水性表面相关。反之，较大的滚动角则意味着表面较为亲水，液滴不容易滚动。

 

　　二、滞后角的定义与测试

 

　　滞后角是液滴从接触状态到滚动状态的过渡过程中，液滴形态发生变化时的角度。它描述的是液滴在倾斜表面上滑动过程中，由于表面粗糙度、表面能等因素的影响，液滴的接触角发生变化的现象。滞后角一般是在液滴开始滚动前的一个过渡角度。

 

　　测试滞后角的步骤：

 

　　1.滴水和静态角度测量：同样，先在表面上滴加液滴，并测量液滴在静止状态下的接触角。静态接触角可以通过水滴角测量仪的光学系统准确测量。

 

　　2.倾斜表面测试：将表面逐渐倾斜，观察液滴的接触角变化。随着表面角度的变化，液滴的接触角通常会减小或增大，形成一个变化过程。

 

　　3.记录滞后角：当液滴开始滚动时，记录此时液滴与表面之间的接触角。这个角度与液滴静态接触角之间的差异就是滞后角。

 

　　滞后角的意义：

 

　　滞后角反映了液滴在滚动过程中表面和液体之间的摩擦力、粘附力等因素。滞后角较大通常意味着表面存在较强的粘附力，液滴不易滚动；而滞后角较小则说明液滴滚动较为容易，表面较为光滑，润湿性较好。

 

　　三、滚动角与滞后角的关系

 

　　滚动角和滞后角虽然描述的是液滴在表面上的不同状态，但它们之间是相互关联的。滚动角和滞后角的大小可以提供关于表面性质的关键信息。例如，低滚动角和低滞后角常常出现在超疏水性表面上，这些表面具有优异的自清洁性和防水性能。而较高的滚动角和滞后角则可能出现在表面粗糙或存在强吸附力的材料上。

 

　　四、应用实例

 

　　水滴角测量仪的滚动角和滞后角测试可以广泛应用于以下领域：

 

　　1.材料科学：通过测试不同材料表面的滚动角和滞后角，可以评估材料的润湿性、疏水性或亲水性，进而优化其表面处理工艺。

 

　　2.涂层技术：在涂层行业，测试涂层表面的滚动角和滞后角有助于研究涂层的自清洁性、防污性等性能。

 

　　3.生物医学领域：在生物医学研究中，通过测量仪测试生物材料的表面特性，帮助开发新型医疗器械或生物材料。

 

　　4.电子和光学产品：测试显示屏、光学镜片等表面的润湿性，以优化其使用性能和耐用性。