弯月面法测量纤维润湿性

方法介绍

弯月面法是一种基于弯月面接触角测量纤维润湿性的光学方法，弯月面的接触角是由垂直浸入纤维上的毛细力而产生的。

纤维接触角与哪些问题有关？

许多工艺和产品都涉及纤维和液体之间的作用。通常，润湿性扮演着重要的作用。例如，在开发护发产品时，了解洗发后头发的润湿行为是研发配方过程中至关重要的一环。在复合材料中，纤维与聚合物基体相容性也可以通过润湿性来表征。除此之外，接触角对于纺织品的制造和护理也很重要。

弯月面法是什么原理？

采用弯月面法测量纤维时，需将附着在支架上的纤维样品垂直浸入液体中。纤维上形成的弯月面在三相点形成接触角，通过该接触角可表征纤维和液体间的润湿性。相机将全程记录浸入的过程，并且通过视频图像进行轮廓分析以测定接触角。

KRÜSS设计的纤维支架与任何液滴形状分析仪的针头滴定系统都兼容，由于是直接连接到针头，因此不需要更换整个滴定装置。如果滴定装置可通过软件进行高度调节，则在纤维浸入和拉出的过程中也可以动态测量接触角，以测定前进角和后退角。

纤维接触角既然可由张力仪测量，为什么还需要有新的纤维测量方法？

事实上，采用张力仪的Wilhelmy方法测量基于润湿力的纤维接触角通常是标准做法。弯月面法不会取代Wilhelmy法测纤维的接触角，但这种方法对光学接触角测量仪的用户来说是一个很好的补充，他们可以使用该模块来扩大他们的样品的测量范围，而无需采用另一台仪器，投资也很少。除此之外，采用这种新的方法的优势在于：与Wilhelmy方法不同，这种测量方法在测量时不要输入纤维直径和液体的表面张力，因为接触角是直接通过光学法测量的，这也减少了测量前的准备工作，避免了这两个容易出现测量误差的参数造成测试不准确的可能性。

在什么情况下应该用张力仪测量纤维接触角？

弯月面法不适用于润湿性差的样品，即接触角大于90°的样品，比如防水纺织品。在这种情况下，没有毛细管粘附，而是毛细管凹陷，即弯液面反转，三相点低于水平面。在这种情况下，光学测量很难实现。另一个极端情况是测量特别小的接触角，因为通过图像分析无法精确测定到三相点。而对于张力仪的Wilhelmy方法来说，润湿性的好坏对样品的测量不会产生影响。