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通過(guò)測(cè)“液滴在固體表面的接觸角",能直接看出液體(極性 / 非極性)和固體(極性 / 非極性)“合不合得來(lái)",“合得來(lái)"的接觸角小,“合不來(lái)"的接觸角大。
所以說(shuō),接觸角測(cè)量?jī)x是 “給液體和固體的‘極性匹配度’打分的工具"。
極性物質(zhì)(比如水、極性固體):電荷分布不均,有 “正負(fù)端",喜歡和同樣有 “正負(fù)端" 的物質(zhì)靠近;
非極性物質(zhì)(比如油、非極性固體):電荷分布均勻,沒(méi) “正負(fù)端",只喜歡和同類靠近。
接觸角測(cè)量?jī)x的作用,就是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單現(xiàn)象(液滴在固體上的形狀),把這種 “喜歡與否" 變成具體數(shù)字(接觸角):
你可以想象,往固體表面滴一小滴液體(比如水或油),液滴要么 “攤開(kāi)貼在表面",要么 “縮成小水珠 / 小油珠"
這個(gè) “液滴邊緣和固體表面形成的夾角",就是接觸角,由儀器直接測(cè)量。
極性液體(如水),極性固體(如玻璃、金屬),合得來(lái)(極性相吸),接觸角小(通常<90°),水滴在玻璃上會(huì)攤開(kāi),接觸角大概 30°-60°;極性液體(如水),非極性固體(如塑料、石蠟)合不來(lái)(極性 vs 非極性),接觸角大(通常>90°)水滴在蠟紙上會(huì)縮成小水珠,接觸角能到 100° 以上;非極性液體(如食用油),非極性固體(如塑料),合得來(lái)(非極性相吸),接觸角小(通常<90°)油滴在塑料上會(huì)攤開(kāi),接觸角比水滴小很多。
比如想讓農(nóng)藥(可能是極性液體)更好地粘在植物葉子上(葉子表面可能偏非極性,容易讓農(nóng)藥 “縮成珠" 流掉),就可以用接觸角儀測(cè):沒(méi)處理的葉子,農(nóng)藥接觸角大;噴了 “助粘劑"(讓葉子表面變極性)后,接觸角變小 —— 說(shuō)明農(nóng)藥能攤開(kāi),效果更好了。
再比如做防水布料:布料本身是極性的,水滴上去會(huì)攤開(kāi)(接觸角小,不防水);經(jīng)過(guò)防水處理(讓表面變非極性)后,再用接觸角儀測(cè),水滴接觸角變大(縮成珠滾落),說(shuō)明防水成功了。
總結(jié):極性 / 非極性決定了液體和固體的 “親近程度",接觸角測(cè)量?jī)x就是把這種 “親近程度" 變成可測(cè)量的數(shù)字,幫我們判斷材料是否符合需求(比如粘不粘、防不防水、溶不溶解)。