技術文章
在功能性紡織面料研發與質量控制中,表面親疏水性是一個至關重要的指標。它直接影響著面料的防水性、透氣性、舒適度以及耐用性。北斗儀器接觸角測量儀系列產品,憑借其高精度光學成像系統和自動化測量技術,已成為紡織行業表面性能分析的重要工具。水滴角,又稱接觸角,是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,是潤濕程度的精確量度。
當水滴落在面料表面時,會形成特定的接觸角。這個角度的大小直接反映了面料表面的潤濕性能:
親水性面料通常表現為較小的水滴角(<90°),液體易于鋪展,汗水能快速被吸收,穿著更舒適。
疏水性面料則呈現較大的水滴角(>90°),液體傾向于形成珠狀,不易滲透,具有防水抗污特性。
全球防水面料市場規模預計到2025年將達到230億美元,年復合增長率超過7%。在這一背景下,精準測量水滴角對于功能性面料開發至關重要。
使用北斗儀器進行面料水滴角測試,通常遵循系統化的流程:
1、樣品準備:將面料樣品裁剪成合適大小,平整固定于樣品臺,避免表面污染和皺紋。樣品臺尺寸通常為130150mm(可定制),可放置最大樣品達200(W)∞(L)*30(H)mm。
2、參數設置:根據面料特性設置滴液體積(通常1-5μL)、拍攝速度及分析方法。滴樣速度0.01-25ul/s可調,滴液精度高達0.01ul。
3、液滴形成與圖像采集:自動注射系統在面料表面形成液滴,高速相機連續捕捉圖像。相機分辨率達1280×1024,確保圖像清晰度。
4、數據分析:軟件自動識別液滴輪廓,計算接觸角值,提供統計結果。北斗儀器的分析軟件支持多種計算方法:
自動擬合法(ms級別一鍵全自動擬合,不存在人工誤差)
圓擬合法/橢圓擬合法(適用于常規表面)
B-Snake擬合法(適用于凹凸面測量)
對于功能性面料研發,動態接觸角測量尤為重要。北斗儀器可測量前進角、后退角及滯后角,全面分析面料與液體的相互作用。表面能測量功能還可通過Fowks法、OWRK法等方法,計算固體表面能、色散力、極性力等參數,為面料改性提供數據支持。