Динамический метод пластины Вильгельми. Метод одиночного волокна

Метод пластины изначально был разработан для измерения поверхностного натяжения жидкостей за счет смачивания платиновой пластины известной геометрии. Благодаря высокой поверхностной энергии платина смачивается почти всеми жидкостями, поэтому краевой угол обычно равен нулю (cos = 0°). Заменив платину на исследуемый образец и взяв жидкость с известным поверхностным натяжением (), можно определить краевой угол. Образец должен иметь прямоугольную форму, с известной длиной сторон, чтобы можно было рассчитать длину смачивания L.

При увеличении чувствительности прибора к действующим силам и расположению образца можно измерять краевой угол очень легких образцов, например, одиночных волокон или нитей (диаметром до 5 µм).

Метод одиночного волокна - частный случай метода пластины Вильгельми - применяется для исследования смачивания волос.

Данный метод позволяет измерять только краевой угол до 90°, т.е. смачиваемые образцы. Кроме того, если волокно представляет собой полый капилляр, то результаты могут быть недостоверны из-за влияния капиллярных сил. В таких случаях измерение необходимо проводить с помощью метода лежащей капли (и микродозирования).

Для измерения динамического краевого угла методом пластины (или одиночного волокна) образец погружают в жидкость с известным поверхностным натяжением и вынимают из нее. Результирующая сила - сумма сил смачивания (Fсм) и выталкивания (Fпл) - зависит от глубины погружения пластины.

Измерения краевого угла на основе сил, действующих на пластину, часто являются более точными, чем измерения на основе оптического наблюдения краевого угла. Но данный метод позволяет работать только со смачиваемыми образцами, т.е. определять краевые углы до 90°.

Метод пластины Вильгельми и метод одиночного волокна реализованы в тензиометрах серии К100.Про сравнение метода пластины Вильгельми с другими методами измерения поверхностного натяжения, в зависимости от возраста поверхности, можно прочитать здесь