接触角的测试方法（一）

接触角因测试原理的不同大致可分为影像分析法、力测量法和渗透法3种

一、影像分析法

1. 停滴法（Sessile Drop Method）：从毛细管口处至上而下滴出一液滴停在固体上表面，采集并分析液滴在固体上表面的角度，也称座滴法、静滴法、躺滴法或液滴法；
2. 停泡法（Captive Drop Method）：将固体放在液体上面，液体与固体间没有空隙，用特制毛细管至下而上喷出气泡，停在固体下表面，采集并分析浸入液体中气泡在固体下表面的角度，也称气泡俘获法或贴泡法；
3. 插板法（Inserting Plate Method）：将固体板插入液体中，通过改变固体板的插入角度，直至液面完全水平地达到固体的表面为止，采集并分析水平液面与固体板表面之间的夹角，也称倾板法。因液体用量较多，且无法测出曲面、多点和大于90°的接触角，所以应用范围较小。

影像分析法是目前应用较广泛的接触角测量方法，其使用环境远高于力测量法，如可测试高温条件下样品的接触角；适用于各种形状的样品分析，如斜面、凹凸面和不可切割的样品等。但其所有测试均存在人为误差，如人为判断接触角切线和水平线的误差，即使是软件自动分析也会受限于测试区域内的杂点干扰；测试前进角和后退角过程中，不同液滴量的误差也会导致接触角值的误差，相对于力测量法而言，这种缺陷是非常明显的；且无法测试润湿性粉体的接触角。

二、力测量法（称重法）（Dynamic Wilhelmy Method）

采用表面张力仪中的称重传感器和专业分析软件，测量固体与液体间的界面张力，再通过换算得出接触角值。

将一个固体样品板浸入测试液体中，由于液体的表面张力以及固体的表面自由能的作用，称重传感器会感测到一个向下拉的力F，根据如下计算公式：

F=γLG·cosθ·P           (1)

(1)式中P为板的周长，因此只要测得力F的值，就可以看出接触角θ值，当然以上我们没有考虑被测样品的浮力。如果提升或降低样品浸入的深度，就可以测得后退角或前进角的值。

力测量法可通过不断的升降板测得整个样品的平均接触角值；分析接触角随时间的变化而变化的动态接触角体系。但采用力测量法对于样品材质的均匀度和平整性要求较高；样品要足够小和轻，不能超过称重传感器的量程范围，且周长、高度等几何参数要已知；要保证有足够量的液体让样品侵入；受温度影响较大，无法测试高温条件下样品的接触角。