界面化學分析測試儀器的正確選購

來源：廣州貝拓科學技術有限公司 2025年08月01日 08:10

　　表面張力儀以及視頻光學接觸角測量儀作為界面化學分析測試領域兩個重要的分析儀器是從事材料研究、開發以及品質控制人員測試表面張力值、界面張力值或接觸角值的*儀器。但是，長期以來在選擇表面張力儀和接觸角測量儀的時候，使用人員均會發出這樣的疑問——對我而言，選購表面張力儀還是接觸角測量儀呢？是不是有儀器既可以測試表面張力，同時又可以測試接觸角值？

　　1、表面張力儀和接觸角測量儀的主要區別？

　　通常而言，表面張力儀是指采用稱重原理并使用鉑金板法(Wilhelmy Plate) 或鉑金環法(DuNouy Ring)的儀器。而視頻光學接觸角測量儀通常是指采用光學視頻的方法，通過捕捉液滴的側輪廓，并進而通過如Young-Laplace方程擬合算法分析得出接觸角值的分析測試儀器。從被測試物體來看，表面張力儀通常是指用于測試液體與氣體或液體與液體(水-油)的表面張力和界面張力值；而視頻光學接觸角測量儀通常是用來測試固體的性質，如接觸角值、表面自由能值、可潤濕性分析等。

　　2、是否存在一臺儀器同時可以分析表面張力和接觸角值？

　　由于稱重原理和光學原理屬于兩個不同的原理，因而，除少數商業化的儀器廠商將兩部分功能合二為一外，大部分廠商實現的二合一功能均或是采用稱重原理測試表面張力和采用稱重原理測試接觸角，或采用視頻光學原理測試接觸角同時可通過懸滴法或約束停滴法測試液體的表面張力和界面張力值。

　　將稱重原理的表面張力儀和視頻光學原理的接觸角測量儀合二為一，通過無法實現很好高精的控制和很好的方便性。因而，兩個儀器共有的部分只有樣品臺的升降。

　　需要特別指出的是，稱重法表面張力儀采用稱重原理測試固體的接觸角值時會存在很多非常明顯的缺陷，不建議使用：

　　(1)測試數據與視頻光學法原理時數據無法對比，沒有可比性；

　　(2)對樣品表面形狀尺寸的精度要求較高，通常無法測得。

　　(3)與常規的接觸角數據無法進行比較。

　　因而，稱重原理的表面張力儀測試接觸角功能通常只是選購的功能項，而不能作為科學實驗分析接觸角值的主要技術手段。

　　3、但換過來，如果選購接觸角測量儀并采用約束停滴法或懸滴法測試表面張力值會怎樣？

　　(1)擁有了常規的表面張力和接觸角測量的所有手段；

　　(2)可以采用基于阿莎算法的動態鉑金板法表面張力儀，測試表面活性劑的動態吸附和動態表面張力值；

　　(3)可以實現目前表面張力測量的技術的測值，即實現測量表面張力三明治效應，分層效應。(鉑金板和環僅能夠測得最上一層的分子的表面張力值，而視頻光學原理的阿莎算法測可以實現最上一層和最下一層多層表面張力或界面張力的測量)

　　4、選購表面張力儀或接觸角測量儀的主要依據是什么？

　　通常情況下，表面張力值的測得僅僅是研究的步，而更多的研究是基于固體材料表面的應用，比如墨水和涂料的表面張力測試得到后，事實上必須再通過接觸角值來評估其在固體表面的粘附或最終效果。

　　因而，基于這種意義而言，建議的方案為：

　　(1)作為應用和研究而言，基于阿莎算法的接觸角測量儀，可以敏感的分析出固體材料的表面粘附情況以及所研發液體材料與底材的粘附情況，以作最終效果評估；

　　(2)作為品質控制而言，可以在購買了接觸角測量儀和表面張力儀后，最終通過表面張力值進行供應商或下游供貨商品質控制所用。

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