SCI2000A型接触角测量仪

概述：

众所周知，纳米材料科学与工程已经成为世界性的研究热点，在研究纳米材料的表面改性时，往往要涉及润湿接触角这个概念。所谓接触角是指在一固体水平平面上滴一液滴，固体表面上的固－液－气三相交界点处，其气－液界面和固－液界面两切线把液相夹在其中时所成的角

一、通用指标

1.接触角测量范围：0～180°

2.接触角分辨率：0.01°

3.接触角测值精度：±0.1°

4.表面张力测试方法：悬滴法

5.表面张力测试范围：0～2000mN/m

6.表面张力测试分辨率：0.001mN/m

7.仪器尺寸及重量：宽300×长500×高420 mm ，15kg

8.电源：AC 220V 50HZ

二、硬件配置指标

（一） 样品台控制：

1、 样品台移动：上下行程：手动 60mm，精度：0.1mm，平台采用剪形升降支撑，精研丝杠驱动，双导轨五轴定位机构，保证运动**平稳，舒适，精度高，承载大。配有锁紧手轮，安全可靠。

2、 水平移动可升级至**100mm行程，手动、精度：0.1mm

3、样品台大小：120*100mm

3、样品台旋转：可选配手动360^。 旋转平台，*小读数0.1^。，分辨率0.01^。用于测试前进/后退角/滚动角

*亦可选购自动360^。旋转平台，*小读数0.1^。，分辨率0.01^。

4、水平控制：样品台水平控制、镜头水平控制和整机四脚水平

5、可放置**样品：180( 宽)*∞(长)*60(高)mm

6、选购配件：专业纤维夹具，专业薄膜、植物叶片夹具等等，可用于分析纤维或表面不平整样品的接触角值。

（二） 进样系统控制：

1、 进液系统：五通道蠕动泵手动进样系统

2、进液控制：手动 行程：25mm精度：0.1mm，另配电动蠕动泵进样系统，可正反向控制

3、进样器上下移动：手动 行程：60mm，使用滚珠丝杠，移动平稳无间隙

*可无缝升级至电动平台，行程50mm

4、进液器： 10ul～100ul高精度微量进样器1套

5、针头：专业可替换针头进样针管，包括0.5mm标准针头、0.9mm粗针头以及用以测试超疏水材料或胶水对固体材料的接触角值的0.14－0.3mm不锈钢超细针头、聚四氟乙烯针头等

6、移液方式：手动控制移液操作，可选配自动控制移液操作

7、标配：50ul、100ul及鲁尔式高精度微量进样器一套，硅胶管

（三） 成像系统控制：

1、镜头控制：二维俯仰调整，x，y轴两个方向各±2

2、镜头：高性能工业连续60倍放大镜头，光学放大 0.7－5.0×连续变倍（仅变倍参数，内置还有放大后置镜），有效像素55 -320 pixel/mm

3、摄像机：工业级黑白USB2.0制式超低照度CCD系统分辨率（*低）：1280*1024

25帧/秒的速度（可选配高速60，100，200帧，1000帧，2000帧/秒CCD）

4、光源系统：连续可调亮度单色冷光LED轮廓背景光源，进口平行光透镜技术，发光柔和均匀。接触角图像边缘更清晰

5、4种液滴测试状态：悬滴法(Pendant Drop)、停滴法(Sessile Drop)（2/3态）、气泡虏获法（Captive Drop）、插板法

三、软件功能指标

（一）、接触角测试

1. 多种接触角分析方法:

6种：量高法、量角法、五点拟合法、插板计算法、悬滴拟合法、自动影像分析法等

2．接触角的连续动态测量：可自动选择对样品在某一段时间内的进行连续自动测量，且以图片和数据两种方式存入数据库系统，以备需要的时候随时导出，连续测量速度可调，*小0.04秒。

3. 接触角数据取得方式：全自动测值和人工修改相结合。按“测试”，软件自动完成拍照-查找敏感点-计算接触角值-显示计算结果，整个过程无须人工干预，以降低人为因素影响

4. 接触角量测技术：数学模型拟合与真实液滴外廓实际量测相结合，解决非对称图像测值问题

5. 曲面修正：上凸曲面、下凹曲面、表面粗糙度修正

6、 自动水平线（基线base line）查找技术

7. 动/静态接触角测试，可测试前进/后退角/倾斜角和滚动角值、平衡接触角、热力学本征接触角值

8. 拍摄图像方法：单张或25帧/秒连续拍摄 更高速度需选购相应速度相机如60帧、100帧、200帧、1000帧速度的相机

9. 程序设置进样区域，多点自动按序拍摄，统一分析计算，自动得到数据，一键出结果。左右接触角值分别计算与比较功能，软件自动求取平均接触角

10. 数据库管理功能：数据与图像一一对应，备份、压缩、导出EXCEL表格，测值以及曲线拟合结果均可保存到导出的图片上，直观明了。

11、视频录相功能：录制AVI格式影视图像，可用于PPT文件制作。

（二）、界面张力测试

1、Young-Laplace拟合技术分析液－气及液－液界面张力值

2、基于Young-laplace方程拟合技术的表面张力/界面张力测试模块

3、拥有Bashford-Adams(BA)表法以及ADSA－PD两种分析方法

4、实时图像悬滴法界面张力值

（三）、表面自由能及润湿性分析

1、多种表面自由能估算模型，包括：

Equation of State ( Neumann et al. )、Good-Girifalco、Owen-Wendt-Rabel、Simple Fowkes、Extended Fowkes、WU法1-2、Schultz法1-2、Acid-base(Van OSS & Good)、Jhu、Zizman临界表面张力法等表面自由能估算方法，不但能分析低能固体表面，也能分析高能固体表面。

2、300种液体、500个数据的液体库

四、产品优点

SCI2000系列接触角仪是全面分析一般接触角仪优缺点的基础上，基于**的图形分析技术，精益求精的成果。本着成本控制以及性能提升的设计初衷，我们对各部分结构设计以及软件设计均进行了全面优化。

主要用于测量液体对固体的接触角，即液体对固体的浸润性，也可测量外相为液体的接触角。该仪器能测量各种液体对各种材料的接触角， 例如块状材料、纤维材料、纺织材料等，粉末样品在压片后也可测量。同时此系列仪器可测量静态和动态接触角及表面/界面张力（悬滴法）、表面自由能。

更稳定、更精准、更多样化的机械结构

（1）全面优化的整体系统设计，结构更为紧凑与优化

（2）协调性更好的机械结构：提供多维的机械结构设计，有效地控制样品台、摄像系统、滴液滴定系统的协调性

（3）操控更方便、定位更精确的液滴焦距与位置控制系统

（4）可增配更为专业的动态接触角（滚动角）测量模块，旋转定位平台无回程保证了更为精确的角度控制

（5）方便的进液量提示功能和精确的进液控制机构

（6）镜头水平调整机构采用了高精度二维倾斜调整平台

更清晰、更高速、更专业的光学系统

1、提供高解析度光学镜头

（1）高放大率工业连续放大镜头，0.7－4.5倍放大倍率

（2）大景深，低畸变，高解析度，更清晰的液滴呈现

2、连续可调亮度LED冷光源技术

（1）更清晰的液滴轮廓边缘

（2）亮度不易衰减，使用寿命更长

（3）平行光透镜技术，发光柔和均匀，成像更清晰

3、更清晰、速度更快的成像系统

（1）标准配置25帧/秒摄像机，配置USB2.0标准接口相机

（2）另可选配60、100、200的高速摄像机

（3）提供多种相机升级服务，各种摄像机（选购件）

精度更高、控制更方便的进样系统

1、多种进样系统供选购，升级更方便，满足各种复杂的需求

2、配备齐全的各种进样器以及针头供选购

3、可选配控制精度更高、定量更精确的注射泵系统

（1）专业级的高精度注射泵系统

（2）更易于样品管的清洗以及更换，不易产生二次交叉污染

（3）采用了精密丝杆以及线性导轨技术，运动控制精度更高

功能更强大、更人性化的分析系统

（1）多种分析液滴形态：

停滴（2、3态）、悬滴、气泡虏获法、插板法

（2）多种计算接触角方法、曲线拟合技术：

分析前进/后退角，滚动角值；分析不规则角度值

（3）多种表面自由能估算模型

（4）独特的录相功能，可将测值过程录相为AVI格式，以供使用

（5）强大的数据库管理功能；可以方便的保存、查询、导出数据

五、符合标准

ASTM D 724 Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle-of-Contact Method)

ASTM D 5946-2004 Standard Test Method for Corona- Treated Polymer Films Using Water Contact Angle Measurements

ISO15989: Plastics- Film and sheeting - Measurement of water - contact angle of corona-treated films

六、应用方向

新材料表面表征、表面纯度测试、固体表面处理评价、液体配方设计、表面清洁度分析、固液体之间或固体黏附特性研究、表面印刷性能的表征、玻璃、塑料或金属等固体表面浸润性研究、分析表面改性等等.

可用于如下领域的基础研究、应用新方法、产品设计以及品质控制等：

u纸张、纸尿裤、卫生护垫等材料吸水性以及可印刷性等性质分析；

u纤维、织物、碳纤维、玻璃纤维与树脂的新功能开发、表面性质、印染等性质分析；

u液晶屏、硬盘、屏幕保护膜、触摸屏、LCD、LED、光学零件、半导体芯片、Wafer、微电子等行业表面清洁度分析以及品质控制、新材料开发研究以及等离子（Plasma）处理等表面处理效果评估；

u聚合物、高分子材料及金属材料表面修饰、表面改性、印刷性质等分析；

u薄膜、偏光片、胶片、感光材料的新材料开发、印刷性等分析；

u生物材料、仿生材料的研发及其应用分析，如检测和表征蛋白质、肺表面活性剂，表征生物相容性材料（高分子材料）的润湿和粘附性、竞争以及粘附的蛋白质；

u食品工业、医药如人造骨、隐形眼镜、眼镜玻璃的润湿、吸附性质分析；

u超疏水和超亲水材料研究、可润湿性分析；

u空调亲水铝箔、绝缘子、岩芯、煤矿、沥青的润湿性分析以及新材料的研发；

u电润湿接触角转化、电透镜研究等；

u表面活性剂应用研究，如化妆品、清洁剂、乳液、石油行业（三次采油）等

u喷雾、农药、油漆、墨水、油墨和涂料行业配方设计及润湿性分析；

研发实验领域：液体或熔体（如聚合物、金属、煤碳、原油等）的表面/界面张力测试以及基于压力、温度、时间、浓度不同条件下的界面化学性质分析；