座滴法(Sessile Drop)
液體滴出孔
不同材質基底
儀器設備簡介
❖ 液體樣品須靠針筒來控制滴出含量
儀器設備簡介
• 為了保持液體滴出量ㄧ致，將針筒垂直裝 入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣跑入， 再蓋上調節體。
儀器設備簡介
調節體，旋轉其上的 刻度便能施予一固定 下壓力給其內的針筒 並滴出固定量的液體 樣品
❖ 將液滴分配器之微米頭(microhead)退至刻度約為 14-15格處。
❖ 將針筒垂直裝入微米頭中並保持針頭朝上以防空氣 跑入，再蓋上調節體並將之裝入固定座中。
實驗流程
❖ 在顯示螢幕上選擇”sessile drop method”，顯 示出具有刻度之測量螢幕，垂直刻度係作為控 制調節液滴體積的參考
接觸角儀原理 儀器設備簡介
實驗範例 實驗影片
儀器原理
❖ 表面現象如潤濕與吸附在應用科學與技術是十分 重要之項目，這些數據可以用於改善與強化油漆 與紡織之排水性以及生物材料之互溶性。另外對 於表面型態學及高真空技術，多半用顯微鏡與分 子光譜去研究，雖能提供極重要之協助，當方法 逐漸變得更精細，儀器變得更貴時，接觸角儀似 是最簡單最便宜之工具去追蹤表面清潔度與表面 處理，特別是電子製造工業上。
實驗目的
❖ 藉由接觸角儀測量不同濃度之各種界面活性 劑於不同底材上的接觸角以了解各類界面活 性劑在不同底材之吸附行為。
實驗器材及藥品
❖ CA-XP150型接觸角儀。 ❖ 界面活性劑︰Sodium Dodecyl Sulfate (SDS，陰
離子性)。 ❖ 固體樣品(底材)︰玻璃、壓克力板、Teflon、不銹
剛板。
實驗程序
❖ 量取SDS，以水當溶劑依次稀釋之，配製10種不同濃度之 界面活性劑溶液，其濃度應在2×10-2 ～ 6×10-4 M範圍內。
❖ 將待測溶液(水)裝入針筒中。 ❖ 將固體樣品放在樣品台上。
❖ 依照顯示螢幕的指示，將待測溶液滴在底材上並測量其接 觸角。
❖ 更換其他底材，重複步驟4，測量該待測溶液在不同固體 樣品上之接觸角。
❖ 依照顯示螢幕指示，將固體樣品置於樣品台上。 (注意：勿用手接觸針筒活塞主體，以免改變接 觸角)
實驗流程
❖ 利用”樣品台高度調整鈕”，調整樣品台的位 置並利用”焦距調整鈕”，調整焦距，使固體 樣品清晰出現在顯示螢幕上。(見下圖)。
實驗流程
❖ 分別利用兩個”針筒位置調整鈕”，調整分配 器之水平及垂直位置，使針頭位於顯示螢幕之 水平中心點及第2格處(由螢幕上方開始數)，固 定針頭。(見下圖)
儀器原理 ❖ 本實驗係利用接觸角儀測定不同濃度之各種溶液在不同底
材上之接觸角，例如測定不同濃度之SDS、Triton 100等 水溶液在Teflon、玻璃等底材表面上的接觸角變化，參見 如圖二與圖三。
圖二
圖三
表面活性劑改變接觸角之大小，使液體更容易附著在固體表面，也幫助清 潔電子材料表面，有助於良率之提昇。
❖ 更換其他濃度之待測溶液(SDS)，重複步驟2-5，獲得溶液 在不同固體樣品上之接觸角。
實驗流程
❖ 打開接觸角儀電源開關。(見下圖)
實驗流程
❖ 將針頭插入液體樣品(水)中，緩慢地將液體抽至針 筒裏。
❖ 將針頭朝上，擠壓活塞將針筒中的空氣擠出。(注 意：必須完全去除針筒中的空氣，否則液滴分配器 因空氣壓力而不易控制)
儀器原理
❖ 表面接觸角儀是測液面在固體表面附著程度的表 現，如圖一所示，
γSV ：固體-氣體表面張力 γSL ：固體-液體表面張力 γLV ：液體與氣體之表面張力
圖一
儀器原理
❖ 一粒液體停留在固體表面上時，固體-氣體表面張力 為γSV，液體與氣體之表面張力為γLV，固體-液體 表面張力為γSL，接觸角是固體面與液滴表面之切 線，它的大小量值可以用楊氏公式表示之︰ γSV- γSL = γLV cosθ
實驗影片
Reference
❖ Principles of Instrumental Analysis, 5th, SKOOG ❖ /MD_CA_tw.html
❖ 將滑鼠移至所形成液滴左端，按左鍵，按一下， 出現”X”記號在左端。
❖ 滑鼠自動移至所形成液滴右端，按一下左鍵， 出現”X”記號在右端。
❖ 將滑鼠移至所形成液滴頂端，按一下，出現”X” 記號在頂端。
實驗流程
❖ 接觸角(“C.A.”)值顯示於螢幕右上方。(見下圖)
實驗流程
❖ 按”Next Sample”，更換固體樣品，重複步驟9-19。 ❖ 利用重複吸放下個待測液體，清洗針筒。然後，再
實驗流程
❖ 輸入樣品編號後，按”OK”。 ❖ 依照顯示螢幕指示，順時針旋轉液滴分配器之
微米頭以推出液體，使擠出液滴約在4-5格處(由 螢幕上方開始數)。(見下圖)。
實驗流程
❖ 調整”樣品台高度調整鈕”，使樣品台上升以 固體樣品承接擠出的液滴並在固體表面上形成 液滴。(見下圖)
實驗流程
❖ 下降樣品台使液滴呈現在螢幕中心附近，在一 段時間後按”OK”，螢幕凍結。
依步驟1-19依次測量不同濃度之SDC溶液在不同固 體樣品上的接觸角。 ❖ 實 驗 結 束 時 ， 則 先 按 ” OK” ， 按 ” END” ， 再 按”OK”，再關掉電源。 ❖ 以重複吸放水的方式，清洗針筒。
ห้องสมุดไป่ตู้ 實驗數據
❖ 以不同固體樣品上的接觸角對 C作圖。 ❖ 將所得接觸角圖形與表面張力作對照比較。
儀器設備簡介
座滴法(Sessile Drop)或貼泡法(Captive Bubble)
❖ 座滴法是測量接觸角的光學方法。
❖ 此法用來估計固體表面某一局部區域的潤濕性。
❖ 可直接測量介於液滴基線和液/固/氣-三相接觸點 處的液/固-界面切線間的角度（接觸角）。
❖ 除ㄧ般的平面固體表面外，也適合測量彎曲固體 表面上的接觸角，且對表面不均勻或不 一致的樣 品也適用。