2、影响接触角测定的因素
• 前面介绍了一些常用的测定接触角的方法，实施时 应注意以下两个问题：平衡时间和体系温度的恒定， 当体系未达平衡时，接触角会变化，这时的接触角 称为动接触角，动接触角研究对于一些粘度较大的 液体在固体平面上的流动或铺展有重要意义（因粘 度大，平衡时间长）。同时，对于温度变化较大的 体系，由于表面张力的变化，接触角也会变化，因 此，若一已基平达平衡的体系，接触角的变化，可 能与温度变化有关，简单判断影响因素的方法是， 平衡时间的影响一般是单方向的，而温度的波动可 能造成γ的升高或降低。
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固体的润湿性质
基体性质关系不大。因此，当表面层的基团相同时不管基 体是否相同，其γ c 大致相同。 3、高能表面的自憎现象
虽然许多液体可在高能表面上铺展，如煤油等碳氢化合 物可在干净的玻璃，钢上铺展，但也有一些低表面张力的 液体不能在高能表面上铺展。
出现这种现象的原因在于这些有机液体的分子在高能表 面上吸附并形成定向排列的吸附膜，被吸附的两亲分子以 极性基朝向固体表面，而非极性基朝外排列从而使高能表 面的组成和结构发生变化。即从高能表面变成低能表面，
②接触角滞后及原因
指前进接触角与后退接触角之差称为接触角滞后（θA-θR）
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影响接触角测定的因素
造成接触角滞后的主要原因有： a.表面不均匀
表面不均匀是造成接触角滞后的一个重要原因 若固体表面由与液体亲合力不同的两部分a、b组 成，则液体对复合表面的接触角与对两种纯固体 表面成分自身的接触角的关系是： COSθ=XaCOSθa+XbCOSθb Xa、Xb指a、b的 摩尔分数，θa、θb指液体在a固体和b固体上的 接触角。
作图，
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固体的润湿性质
可得一很好的直线，将直线外推至COSθ=1处（θ=0）， 相应的表面张力将为此固体的润湿临界表面张力，称为 γc、γc表示液体同系列表面张力小于此值的液体方可在 该固体上自行铺展，即S=0，若为非同系列液体，以 COSθ对γgl 作图通常也显示线性关系，将直线外推至 COSθ=1处，亦可得γc。
近年来，随着高聚物的广泛应用，低能表面的润湿 问题越来越引起人们的重视，如某些高聚物做成的生
产用品和生活用品，就要求其能很好地为水所润湿（ 加入某些无机氧化物可能是有效的办法），塑料电镀，
降解等也需要解决润湿问题。
Zisman等人首先发现，同系列液体在同一固体表面
的润湿程度随液体表面张力的降低而提高（γ↓ ， θ↑ ，COSθ ↑，S=γgl(COSθ-1)若以COSθ对γgl
显然，r越大，表面越不平，这时，应用润湿方程
时应加以粗化较正，rsgsl lgcos',' 为粗糙表面
上的接 触角，将上式与无粗化的润湿方程相比可得 cos '
r
cos 当θ＜90°表面粗化将使θ′＜θ，当θ＞90°， 表面粗化将使θ′＞θ（接触角变大，润湿性变 差）。
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3、固体粗化后，可使润湿性变 好（如电镀时需表面充分润湿），而对于不润湿的固体表面， 表面粗化，将使θ变大，润湿变差（对一些 高聚物表面，可通 过粗化使其防水能力提高）。 固体的润湿性质 1、低能表面与高能表面
（2）表面张力低于100mN/m者称为低能固体，这 类固体不易被液体所润湿，如有机固体、高聚 物固体。
一般的无机物固体（陶瓷、金属等）的表面能约 在500～5000mN/m，其数值远远大于一般液体的 表面张力，因此，液体与这类固体接触后，使固 体表面能显著降低。
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固体的润湿性质
2、低能表面的润湿性质
γc是表征固体表面润湿性的经验参数，对某一固体而 言，γc越小，说明能在此固体表面上铺展的液体便越少， 其可润湿状越差（即表面能较低）。 从实验测得各种低能表面的γc值，并总结出一些经验律：
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固体的润湿性质
①固体的润湿性与分子的极性有关，极性化合物的可润湿性 明显优于相应的完全非极性的化合物（如纤维素的γc=40～45， 而聚乙烯为31）。
从润湿方程可以看出，当θ＜90°，可润湿，这时 sg sl ，lg
即要求 sg gl ，可见，低表面张力的液体容易润湿高表面能 的固体，考虑到 g l 的数值均在100mN/m以下，常以此为界，将 固体分为两类：
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固体的润湿性质
（1）表面张力大于100mN/m者称为高能固体，这 些固体易被液体所润湿，如无机固体、金属及其 氧化物等。
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影响接触角测定的因素
b.表面不平
表面不平也是造成接触角滞后的主要因素，若将一 玻璃粗化后，将一水滴滴在倾斜玻璃上，则出现接 触角滞后。
Wenzel研究了固体表面粗度对润湿性的影响，他指 出，一个给定的几何面经粗化后，必然使表面积增 大，若以r表示粗化程度，则
r=A（真实）/A （表观）
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影响接触角测定的因素
实践表明，前进角一般反映与液体亲合力较弱的那 部分固体表面的润湿性，因此，θA较大（COSθ 小），而后退角反映与液体亲合力较强的那部分固 体表面的性质，因此，θR较小。对于一些无机固体， 由于表面能较高，固而极易吸附一些低表面能的物质 而形成复合表面，因此，造成液体对这种复合表面形 成的接触角滞后现象，可见，欲准确测定一种固体的 接触角，必须保证固体表面不受污染。
②高分子固体的可润湿性与其元素组成有关，在碳氢链中氢 被其他原子取代后，其润湿性能将明显改变，用氟原子取代 使γc变小（如聚四氟乙烯为18），且氟原子取代越多，γc越 小（聚－氟乙烯为28）。而用氯原子取代氢原子则使γc变大 可润湿性提高，如聚氯乙烯的γc为39，大于聚乙烯的31。
③附有两亲分子单层的高能表面显示出低能表面的性质，这 说明决定固体表面润湿性能的是其表面层的基团或原子，而与
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影响接触角测定的因素
除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞
后和吸附作用。
（1）接触角滞后
①前进接触角和后退接触角
前进接触角，以液固界面取代固气界面后形成的接触角为前
进接触角θA，如将固体板插入液体中；后退接触角则相反， 即以固气界面取代固液界面后形成的接触角叫后退接触角，用
θR表示，如水滴在斜玻璃板上，流动可形成前进接触角和后 退接触角。