當(dāng)液體的表面張力已知時(shí),接觸角的測(cè)量為計(jì)算固體本身的表面張力提供了可能性。反過(guò)來(lái)固體表面張力是決定固—液潤(rùn)濕性能的重要因素,如果固—液完全潤(rùn)濕(接觸角θ=0 ) ,則固體的表面張力一定與液體的表面張力相等,通常認(rèn)為接觸角越小,潤(rùn)濕性能越好,且潤(rùn)濕速度越快。在原油注水開(kāi)采中,本來(lái)巖石是親水性的,當(dāng)它與原油接觸后,原油中含有的天然活性物依極性相近規(guī)則吸附于砂巖表面上,使砂巖表面為親油表面,這樣不利于水驅(qū)油。為了改變巖石的親油性,在注水或三次采油中加入活性劑,就使巖石表面發(fā)生再吸附,重新變成親水表面,從而達(dá)到有利于驅(qū)油的目的。活性劑與巖石的接觸角越小,潤(rùn)濕性能越好,水驅(qū)油的效果越好。怎樣準(zhǔn)確的測(cè)量固體與液體的接觸角成為至關(guān)重要的因素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):采用HARKE-SPCAX2接觸角測(cè)量?jī)x,可以準(zhǔn)確地測(cè)量出固體與液體之間的接觸角。

(1) 測(cè)量原理在平整的固體表面滴一滴液滴,在液滴的輪廓線上劃一條切線就可以知道接觸角的大小。它由測(cè)角儀中的量角器上讀出,液滴的大小是不重要的,但是它必須足夠大來(lái)防止測(cè)量過(guò)程中的干化。由于固體表面的不均勻性以及有一定的粗糙度,因此前進(jìn)液滴和后退液滴的接觸角有一定的差異,通常要區(qū)分是前進(jìn)角還是后退角。增加液滴可以得到前進(jìn)角,減少液滴可以得到后退角。將注射器固定在一個(gè)支架上,改變液滴大小時(shí)注射器的針頭總是保持在液滴內(nèi)部。前進(jìn)角為固/液接觸角,接觸角有時(shí)也采用兩者的數(shù)學(xué)平均值。

(2) 用HARKE-SPCAX2測(cè)量接觸角的過(guò)程測(cè)量某種表活劑對(duì)某種固體的接觸角,首先用這種固體物質(zhì)做一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)(長(zhǎng)方體)幾何形狀的測(cè)量板,該測(cè)量板表面要處理得光滑,否則會(huì)影響浮力及表面張力的測(cè)量結(jié)果;另外,固體測(cè)量板做好后,要準(zhǔn)確地測(cè)量該板的寬度、厚度。接下來(lái)要測(cè)量該表活劑的密度、表面張力等參數(shù),然后把測(cè)量板的標(biāo)準(zhǔn)尺寸和密度、表面張力等參數(shù)輸入到HARKE-SPCAX2接觸角的測(cè)量軟件中。一切準(zhǔn)備工作做好后,接下來(lái)啟動(dòng)儀器開(kāi)關(guān),測(cè)量就自動(dòng)進(jìn)行了,最后計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確地讀出該表面活性劑對(duì)固體的前進(jìn)角和后退角。

儀器簡(jiǎn)介

從中國(guó)首臺(tái)接觸角測(cè)定儀在我公司誕生至今，相繼研發(fā)生產(chǎn)了各種型號(hào)的系列商品。是當(dāng)今替代進(jìn)口同類產(chǎn)品最佳的選擇。本機(jī)零部件采用先進(jìn)的高科技工藝制造。經(jīng)過(guò)完美的積木式組合，形成一臺(tái)具有多種功能的接觸角測(cè)定儀。可以全自動(dòng)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)及多點(diǎn)位接觸角測(cè)定，可以完成自動(dòng)滴液、兩維載物臺(tái)自動(dòng)移動(dòng)，一維手動(dòng)升降。防外光干涉避光裝置，三維光學(xué)調(diào)節(jié)裝置，精密雙限位外置點(diǎn)動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)。視覺(jué)光學(xué)背光連續(xù)調(diào)光光源，高清袖珍式130萬(wàn)像素連續(xù)變倍不變焦光學(xué)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)樣器的微量進(jìn)樣及上下、左右精密移動(dòng)。儀器配有一個(gè)高清晰連續(xù)變倍顯微鏡。該顯微鏡具有獨(dú)特的變倍不變焦功能。強(qiáng)大的軟件控制測(cè)量操作系統(tǒng)，瞬間凍結(jié)、間隔拍照制片、連續(xù)無(wú)限量帶身份錄像、多速回播、接觸角隨時(shí)間變化曲線、曲線數(shù)值編輯、算術(shù)平均值篩選計(jì)算、曲線存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、圖片帶數(shù)值測(cè)量線保存等等。同時(shí)儀器工作臺(tái)設(shè)計(jì)了一個(gè)附加升降結(jié)構(gòu)，可以適應(yīng)不同用戶材料厚度較大的場(chǎng)合。儀器框架可以根據(jù)式樣的大小適量調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了儀器的使用范圍。軟件采用windows操作界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。美觀新穎、操作簡(jiǎn)單大方。使用者一目了然，主要功能鍵全部安放在界面上方的工具欄內(nèi)。選取簡(jiǎn)捷方便。非常用的功能放在工具欄內(nèi)的子菜單中，操作者可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求提取使用。最終達(dá)到Excel表格展現(xiàn)及數(shù)據(jù)輸出。全部自動(dòng)化測(cè)量多點(diǎn)液固潤(rùn)濕性。可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)固體-液體-空氣體系的潤(rùn)濕特性的研究與測(cè)量。該儀器測(cè)量精度高、準(zhǔn)確。質(zhì)量精細(xì)，美觀大方。運(yùn)行穩(wěn)定，噪聲小。是當(dāng)前國(guó)內(nèi)乃至世界上最先進(jìn)的接觸角測(cè)定設(shè)備之一。

技術(shù)指標(biāo)

接觸角測(cè)量范圍：0-1800

接觸角測(cè)量精度：±0.10

接觸角測(cè)量保留位數(shù)：小數(shù)點(diǎn)后兩位。例0.010

測(cè)量擬合方法：圓、橢圓、正切（局部）、正切（全部）、young-lapalace                  曲線尺法等

接觸角圖像處理方式：手動(dòng)處理    自動(dòng)處理

載物臺(tái)移動(dòng)范圍：X.Y軸  0-80mm  Z軸0-50mm

光源盒升降范圍：±0-30mm

光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)范圍：前后0-60mm  上下0-30mm傾角±0-200

針頭自動(dòng)升降距離：0-20mm

針頭手動(dòng)移動(dòng)：X.Y軸0-80mm

0.75X-4.5X連續(xù)變倍高清顯微鏡（變倍不變焦）

數(shù)碼Cmos攝像機(jī)

間截圖、按設(shè)定時(shí)間間隔截圖

工作臺(tái)面尺寸：120mm×120mm

微鏡移動(dòng)：前后80mm 上下0-30mm

電源：220V  3A  50Hz

儀器外形尺寸：330寬810長(zhǎng)×620高mm

HARKE-SPCAX2測(cè)定儀整體由主機(jī)和計(jì)算機(jī)組成，主機(jī)擔(dān)負(fù)著實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制，圖像采集，光學(xué)照射，液體輸入，供電等功能。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)軟件全部的控制與測(cè)量，數(shù)據(jù)保存于處理等功能。主全部結(jié)構(gòu)采用優(yōu)質(zhì)材料加工制作而成。外協(xié)外購(gòu)零部件采用國(guó)內(nèi)知名品牌。底座采用高強(qiáng)度的鋁型材組合而成。整體上給人感覺(jué)強(qiáng)度可靠，布局合理，調(diào)整方便。