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F038

プラスチックの物性測定(10)接触角の測定

固体表面上に少量の液体があると液滴ができます。この時、液体表面と固体表面がなす角を接触角(下図のθ)といいます。

これは液滴と固体表面の接触点において固体表面張力と固液界面張力と液体表面張力の水平成分が釣り合うことにより一定の角度を保つことによるものです。

図:プラスチックの接触角の測定

図の状態で固体上の液滴は円の一部とみなすことができます。その場合、幾何学的に2θ1=θの関係が成り立ちます。

ここでhとrを測定することにより次式から接触角を求めることができます。

  θ =2tan-1(h/r)
ただし、 θ :接触角
  h :液滴の高さ
  r :液滴の半径

実際の測定においては、画像処理により液体と固体の接触点と液滴の頂点の3点をクリックすることにより接触角(θ)が算出されます。

接触角は固体表面の状態や固体と液体の親和性に左右されるものですので接触角を測定することによりこれらの指標を得ることができると考えられます。

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