[实用新型]一种亲水多孔材料润湿性能的测试装置

说明书

本实用新型公开了一种亲水多孔材料润湿性能的测试装置；装置包括载物台、微量进样器，夹具和高速摄影机，夹具竖直夹持微量进样器，微量进样器垂直于载物台正上方，高速摄影机镜头水平朝向微量进样器的针尖，并保持一定距离；当载物台垂直缓慢抬升直至被测的亲水多孔材料接触微量进量计的液滴，液滴将迅速铺展至亲水多孔材料的孔壁表面，宏观上表现为液滴被吸附进多孔材料内。利用高速摄影机记录液滴被吸附的全过程，分析图片判断吸附所需总时间T，以T表征亲水多孔材料的润湿性能。该方法突破了润湿性能传统测量方法——即接触角测量法不能应用于多孔材料的困境，同时该方法测量结果明显，测试所需设备少，搭建系统简便可行。

技术领域

本实用新型涉及亲水材料测试工艺，尤其涉及一种亲水多孔材料润湿性能的测试装置。

背景技术

润湿性是指一种液体在一种固体表面的铺展能力或倾向性。亲水性能是表征材料表面润湿性的一个指标。对超亲水的主流定义是液体可在物体表面完全扩散，并使其接触角接近0°。因此目前普遍的测量润湿性能方法是接触角测量法，需要测量滴落到被测面上的液滴，在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线包围液体与固-液交界线之间的夹角θ。当θ＜90°时，称被测面有亲水性，而θ＜5°时，称被侧面具有超亲水性。

由接触角测量法定义可知，该方法可以表征致密材料表面的亲水性，但是不适用于多孔材料。若多孔材料不具备亲水性，则液滴仍可停留于多孔材料表面，可测量相应的接触角；但当多孔材料带亲水性，尤其是超亲水性时，滴到材料表面的液滴将在毛细作用下沿着表面孔隙壁铺展到材料内部，无法停留在材料表面，因此无法测量接触角。对于致密的亲水材料，滴落的液滴将迅速在材料表面铺展，直至其接触角达到在该表面的实际值；而对于亲水多孔材料，液滴实际上是在多孔材料内各个亲水的孔隙壁进行铺展，所以会有被吸附进入多孔材料内部的宏观现象。综上，由于液滴无法停留在亲水多孔材料表面，目前没有有效的表征多孔材料亲水性能的方法。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单，操作便捷的亲水多孔材料润湿性能的测试装置。主要解决在液滴必然渗透进入亲水多孔材料内部而无法测量表面接触角的事实下，实现对多孔材料亲水性能的表征与测量。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种亲水多孔材料润湿性能的测试装置，包括载物台5、设置在载物台5上方的夹具1；所述载物台5的一侧设置有高速摄影机4；

所述夹具1用于夹持微量进样器2；

所述载物台5用于装夹被测多孔材料3；

所述高速摄影机4的视野范围至少包含微量进样器2的下端部区域以及被测多孔材料3的表面区域；

所述微量进样器2为盛装液体的管状结构，内安装活塞，下端安装有出液的针头22；推动活塞下行时，受到活塞挤压的液体在针头22出口处形成并悬挂一标准体积为2μL～10μL的标准液滴。

所述管状结构的轴线与针头22的轴线重合，并且与被测多孔材料3的上平面相互垂直。

所述夹具1上设有一用于放置微量进样器2的定位沉槽，定位沉槽的形状与微量进样器2的外轮廓相应；微量进样器2嵌合在该定位沉槽内，外部通过一条形夹片6及螺钉66将其限制在夹具1的定位沉槽内。

所述夹具1通过连杆7固定在支撑杆8的端部，支撑杆8安装在底座9上。

所述载物台5为升降平台，内置有丝杆升降机构。

一种亲水多孔材料润湿性能的方法，具体测试步骤如下：

步骤一：推动微量进样器2的活塞杆，使针头22处推出并悬挂一标准液滴；