表面能接触角分析检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-27  

表面能接触角分析检测通过测量液体在材料表面的接触角、表面自由能等参数,评估材料表面润湿性、表面处理效果及界面相互作用,为材料研发、加工工艺优化及质量控制提供关键数据支持,涉及多参数测量与标准化方法应用。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

静态接触角:测量液滴在固体表面达到平衡后形成的接触角度,反映固-液-气三相相互作用,测量精度±0.1°,温度控制范围20-80℃,湿度≤70%RH。

前进接触角:液滴在固体表面扩展过程中形成的最大接触角,用于评估表面润湿推进能力,测量精度±0.2°,液滴体积变化速率0.01-0.1μL/s。

后退接触角:液滴在固体表面收缩过程中形成的最小接触角,用于评估表面润湿回缩能力,测量精度±0.2°,液滴体积变化速率0.01-0.1μL/s。

滚动角:液滴从固体表面滚落所需的最小倾斜角度,反映表面抗润湿滑移能力,测量范围0-90°,倾斜速率0.1-5°/s。

表面自由能(多模型计算):基于接触角数据结合液体表面张力参数,通过Owens-Wendt、Fowkes等模型计算固体表面自由能及其色散、极性分量,适用极性与非极性表面,模型数量≥5种。

润湿张力:确定使液体完全润湿固体表面的最小张力值,测试液体覆盖20-72mN/m(正辛醇至纯水),用于评估材料表面可润湿性上限。

接触角滞后:前进接触角与后退接触角的差值,表征表面微观不均匀性对润湿行为的影响,测量精度±0.3°,适用于抗污材料性能评估。

表界面张力(液体):测量液体表面张力(铂金环法1-1000mN/m,铂金板法0.1-1000mN/m)及液-液界面张力,为接触角计算提供基础参数,分辨率0.1mN/m。

临界胶束浓度(CMC):通过接触角随表面活性剂溶液浓度变化的拐点确定,反映表面活性剂在固体表面的吸附饱和状态,浓度测试范围0.001-10wt%,灵敏度0.001wt%。

气固表面能(蒸气压法):基于Kelvin方程测量固体表面附近蒸气压变化,计算低表面能材料(如聚四氟乙烯)的表面能,测量精度±5%,温度控制±0.5℃。

多相体系接触角(固-液-液):测量液滴在不混溶液体表面的接触角,评估复杂流体环境中的润湿特性,液体组合≥3种(如水-油、水-有机溶剂),适用于油水分离材料测试。

检测范围

高分子聚合物材料:包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PU)等,用于评估表面改性(等离子体处理、化学接枝)后的润湿性变化。

金属材料表面:涵盖不锈钢、铝合金、钛合金及其镀层(镀锌、镀铬),用于检测表面涂层结合力、防腐处理效果相关的润湿性。

玻璃及陶瓷制品:包括电子显示屏玻璃、光学镜片、氧化铝陶瓷等,用于评估疏水/亲水处理后的清洁性能和光学特性。

纺织品材料:涉及棉、涤纶、尼龙等功能性面料,用于检测防水整理剂、抗静电涂层后的表面润湿性,指导纺织工艺优化。

生物医学材料:包括聚乳酸(PLA)、钛合金骨科植入物、羟基磷灰石等,用于评估细胞黏附性、血液相容性相关的表面润湿性。

电子器件材料:涵盖半导体晶圆、印刷电路板(PCB)、锂电池极片等,用于检测表面处理(光刻胶涂覆、焊盘活化)后的润湿性对工艺良率的影响。

新能源材料:包括光伏电池(硅片、钙钛矿层)、燃料电池质子交换膜等,用于评估电解质溶液润湿性对能量转换效率的影响。

印刷包装材料:涉及纸张、塑料薄膜(PE、PET)、铝箔等,用于检测油墨附着性、包装密封性相关的表面润湿性,确保印刷质量和包装阻隔性能。

建筑材料:包括防水涂料、石材防护剂、混凝土外加剂等,用于评估抗渗水性能、耐候性相关的润湿性,指导建筑材料配方优化。

纳米材料与功能涂层:如超疏水纳米涂层、超亲水自清洁涂层等,用于检测微观结构(纳米柱、微纳分级结构)对接触角的影响,优化涂层性能。

检测标准

ASTMD724-99(2018)JianCeTestMethodforSurfaceWettabilityofPlasticsbytheContactAngleMethod:规定塑料表面接触角的测量方法,适用于静态和动态接触角测试。

ISO15989:2004Surfaceenergyofsolids—Calculationofsurfacefreeenergyfromcontactanglemeasurements:基于接触角数据计算固体表面自由能的国际标准,推荐多种计算模型。

GB/T24368-2009塑料表面自由能的测定接触角法:中国国家标准,规定塑料表面自由能的接触角测量方法及数据处理流程。

ASTMD5946-04(2014)JianCeTestMethodforCorona-TreatedPolymerFilmsUsingWaterContactAngleMeasurements:针对聚合物薄膜电晕处理效果的接触角测试标准,用于评估表面处理均匀性。

ISO25987:2019Biologicalmaterials—Surfaceproperties—Measurementofwettabilitybycontactangle:生物医学材料表面润湿性的接触角测量标准,规定生物相容性相关的测试条件和参数。

GB/T33345-2016精细陶瓷界面接触角试验方法:中国国家标准,规定精细陶瓷表面接触角的测量方法及设备要求。

检测仪器

光学接触角测量仪:采用光学成像系统(CCD相机+光源),通过液滴轮廓分析计算接触角,支持静态、动态接触角测量,配备温湿度控制装置(温度15-60℃,湿度20-80%RH),适用于常规材料表面润湿性测试。

动态接触角高速摄像系统:搭载高速相机(帧率≥1000fps)和微升级液滴发生器,记录液滴扩展/收缩过程的高速动态图像,用于精确测量前进/后退接触角及滚动角,适用于表面微观结构对润湿行为的影响研究。

表面张力仪(铂金环/板法):通过铂金环法(测量范围1-1000mN/m)或铂金板法(测量范围0.1-1000mN/m)测量液体表面张力,为接触角计算提供液体表面张力参数,配备温度控制单元(±0.1℃),满足不同温度条件下的测试需求。

气固表面能分析仪(蒸气压法):基于Kelvin方程测量固体表面附近蒸气压变化,计算低表面能材料(如聚四氟乙烯)的表面自由能,测量精度±3%,温度稳定性±0.5℃,适用于接触角无法直接测量的材料。

纳米级接触角测量装置(原子力显微镜辅助):结合原子力显微镜(AFM)的高分辨率成像和接触角测量功能,在纳米级尺度下测量材料表面局部接触角,横向分辨率≤10nm,垂直分辨率≤0.1nm,适用于超疏水/超亲水涂层微纳结构与润湿性关系的研究。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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