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吊环法 很多商品化的表面张力测量仪都是采用的这种方法。 特点及应用 由于液膜有一定的厚度，同时由于上拉环也将带起若干液体，并且环的半径和被拉起的液膜的半径稍有不同。所以吊环法的精度稍低，但是应用很方便，不仅可以测量气-液界面的表面张力，也可以测量液-液界面张力。 外力f可用螺旋秤或者传感器测量，圆环要相当平整，通常用铂或含10%铱的铂制成。 测定时需要将圆环用铬酸洗液和蒸馏水彻底清洗干净并烘干。 测高法 2 　平衡液滴法 当在上述小液滴上不断增加液体量时, 液滴不断增高, 同时因重力作用, 液滴不断摊开, 当达到一定液量时, 再继续增加液量, 由于重力与张力的平衡,液滴高度不再增加, 只增加液滴直径。利用液滴势能与表面能的平衡关系, 便可导出接触角的关系式: cosθ= 1 - ρgh2/ 2σl - g 式中: h 为液滴平衡时最大高度; g 为重力加速 度; ρ、σl - g分别为液体的密度及液- 气表面张力。 只要测出h , 而ρ和σl-g已知, 可计算出接触角θ。 粉体的接触角测定 目前研究超细粉体的制备和粉体的表面改性是粉体工程的热点之一。 粉体的润湿性表征对粉体的改性和研究十分重要。 接触角是反映物质与液体润湿性关系的重要尺度。 粉体样品由于颗粒细，表面不光滑，只能间接测量其接触角。 目前，粉体接触角的测定多为渗透法。 压力法测定粉体接触角 在高度法测定粉末接触角的过程中存在一个问题。 由于粉体床中各位置的堆积密度不尽相同，使得润湿液体不会总是水平上升。 为了解决这一问题，利用润湿液体在粉体床中上升时管内压力的变化来测定粉末接触角。该测定方法称为压力法。 压力法测定粉体接触角 一般用一种完美润湿液体(即对样品的润湿性最好的液体，即?=0)进行试验，得到相应的?值，由此便可测定在同等试验条件下其他润湿液体对该粉体的接触角。 但在实际生产和科研中，往往不容易找到使粉末完全润湿的液体，?值就很难确定。 由于?值仅与粉体床本身的性质有关，对于不同的润湿液体，同一粉体样品的?值相同，因此可引入相对润湿接触角的概念。 影响接触角测定的一些因素 1　物质的本性 根据Young 方程可知, ?由固气、固液和液气界面张力所决定。 在干净的空气中, 对于指定的固体, 液体的表面张力越小, 其在固体上形成的液滴的?越小; 对于同一种液体, 固体的表面能越大, ?越小。例如, 汞、水、二碘甲烷、苯、正辛烷, 室温下表面张力依次为484、72、67、28、22 mN. m -1, 它们在聚四氟乙烯上的?依次为150°、108°、85°、46°、30°。 影响接触角测定的一些因素 2　吸附作用 固体, 特别是高表面能固体可自发自气相或溶液中吸附某些组份降低表面能, 这就导致了三个界面张力的变化, 从而影响?的大小。 这种影响有的可作定量的处理, 有的则难以预料。实验表明, 水在金表面上的?可因气相成分不同而有几十度的变化。 影响接触角测定的一些因素 3　表面不均匀性 如果固体表面由不同表面能的区域构成 , 某液体在其上的接触角与其组成有关。 设固体表面由1、2 二组份构成, 占据的面积分数为f1、f2, 某液体在纯1 和纯2 组份物质表面上的接触角为?1和?2, 在混合表面上的接触角?′满足下式: cos?′= f1co s?1 + f2 cos?2 影响接触角测定的一些因素 4　表面粗糙性 粗糙因子是表征固体表面平整程度的参数,它等于固体真实表面积与表观表面积之比, 常以r 表示, 显然r 越大表面越粗糙。 某液体在某固体平滑表面上的接触角为?和在粗糙因子为r 的同种固体上的接触角为?′, 它们之间服从W enzel 方程: Cos ?′= r cos ? 由于r 总是大于1 的, 故由上式可知, 粗糙表面的接触角余弦的绝对值总是大于平滑表面上的。因而, 当? 90°时r 越大接触角将变大; 而? 90°则相反。 课后 思考题 了解接触角的滞后现象 了解前进角和后退角 如何解决测量中的滞后现象？ 固体表面张力如何测定？ 苯硫醇分子在金基片上的自组装单层 电流从垂直纳米分子电路间流过，改变了有机分子三明治结构的电导。 自组装单分子膜在金属防护方面的应用 由于铁、锌、不锈钢、铝、铜属于活泼金属，其表面极易氧化，因此在其上自组装单分子膜较为困难。 根据自组装单分子膜的构成，SAMs的研究大体可以分为以下几个主要的研究体系： 有机硅烷衍生物在羟基化表面； 巯基化合物在金、银、铜等金属及其氧化物的表面； 含羧酸根化合物在氧化铝和银表面及其它。 1、烷基硫醇类SAMs ???? 是最早用于自组装的一类体系，在自组装历史上占有极其重要的地位。 1）金银表