通过测“液滴在固体表面的接触角",能直接看出液体(极性 / 非极性)和固体(极性 / 非极性)“合不合得来",“合得来"的接触角小,“合不来"的接触角大。
所以说,接触角测量仪是 “给液体和固体的‘极性匹配度’打分的工具"。
极性物质(比如水、极性固体):电荷分布不均,有 “正负端",喜欢和同样有 “正负端" 的物质靠近;
非极性物质(比如油、非极性固体):电荷分布均匀,没 “正负端",只喜欢和同类靠近。
接触角测量仪的作用,就是通过一个简单现象(液滴在固体上的形状),把这种 “喜欢与否" 变成具体数字(接触角):
你可以想象,往固体表面滴一小滴液体(比如水或油),液滴要么 “摊开贴在表面",要么 “缩成小水珠 / 小油珠"
这个 “液滴边缘和固体表面形成的夹角",就是接触角,由仪器直接测量。
极性液体(如水),极性固体(如玻璃、金属),合得来(极性相吸),接触角小(通常<90°),水滴在玻璃上会摊开,接触角大概 30°-60°;极性液体(如水),非极性固体(如塑料、石蜡)合不来(极性 vs 非极性),接触角大(通常>90°)水滴在蜡纸上会缩成小水珠,接触角能到 100° 以上;非极性液体(如食用油),非极性固体(如塑料),合得来(非极性相吸),接触角小(通常<90°)油滴在塑料上会摊开,接触角比水滴小很多。
比如想让农药(可能是极性液体)更好地粘在植物叶子上(叶子表面可能偏非极性,容易让农药 “缩成珠" 流掉),就可以用接触角仪测:没处理的叶子,农药接触角大;喷了 “助粘剂"(让叶子表面变极性)后,接触角变小 —— 说明农药能摊开,效果更好了。
再比如做防水布料:布料本身是极性的,水滴上去会摊开(接触角小,不防水);经过防水处理(让表面变非极性)后,再用接触角仪测,水滴接触角变大(缩成珠滚落),说明防水成功了。
总结:极性 / 非极性决定了液体和固体的 “亲近程度",接触角测量仪就是把这种 “亲近程度" 变成可测量的数字,帮我们判断材料是否符合需求(比如粘不粘、防不防水、溶不溶解)。