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W-AB 模型,也稱為 van Oss-Chaudhury-Good 理論,是將固體的總表面能(γ)分解為兩個(gè)主要部分:Lifshitz-van der Waals 分量 (γ^LW): 由倫敦色散力、偶極-偶極力等非極性相互作用產(chǎn)生。Lewis Acid-Base 分量 (γ^AB): 由氫鍵、給體-受體等極性相互作用產(chǎn)生。這個(gè)分量又被進(jìn)一步分解為路易斯酸 (γ?) 和路易斯堿 (γ?) 兩個(gè)參數(shù)。這個(gè)模型的強(qiáng)大之處在于,它可以通過(guò)使用接觸角測(cè)試儀測(cè)量固體與幾種已知表面能參數(shù)的探針液體的接觸角,來(lái)反算出固體的這些表面能參數(shù)。
計(jì)算過(guò)程本質(zhì)上是求解一個(gè)方程組。
第一步:選擇探針液體,至少需要三種具有不同表面能特性的探針液體。通常選擇兩種極性液體和一種非極性液體。經(jīng)典組合是:水: 強(qiáng)極性,同時(shí)具有較高的 γ? 和 γ?;乙二醇: 中等極性;二*甲烷: 非極性液體,其表面能幾乎由 γ^LW 貢獻(xiàn)(即 γ^LW ≈ γ_total)。
第二步測(cè)量接觸角,在待測(cè)固體表面潔凈、平整的樣品上,使用接觸角測(cè)試儀分別測(cè)量三種探針液體的靜態(tài)接觸角(θ)。確保測(cè)量環(huán)境穩(wěn)定,并取多個(gè)點(diǎn)的平均值以減少誤差。
第三步建立方程組,LW-AB 模型的核心方程是 Young-Good-Girifalco-Fowkes 方程,它將接觸角與固體、液體的表面能參數(shù)聯(lián)系起來(lái);
根據(jù)方程先解出 γ_LW,γ_s^? 還有 γ_s^?。
通過(guò)γ_s^? 和 γ_s^?計(jì)算得到γ_s^AB,計(jì)算總表面能: γ_LW+γ_s^AB。