水下油接触角测试方法及其应用

  水下油接触角测试是研究固体材料表面在水环境中油润湿行为的重要技术，广泛应用于海洋防污涂层、油水分离材料、石油开采和生物医学等领域。该技术通过测量油滴在水下固体表面的接触角，评估材料的疏油性或亲油性，为表面改性提供关键数据支持。

测试原理：水下油接触角测试基于三相（固-液-液）界面平衡理论。将油滴（如原油、十六烷等）置于浸没水中的固体表面，通过光学成像系统记录油滴形态，并利用软件分析油-水-固三相接触角。接触角大小直接反映材料表面的润湿特性：接触角大于90°表明表面疏油，小于90°则表明亲油。

测试方法：

样品准备：待测表面需清洁（如超声清洗、等离子处理），避免污染物影响测试结果。

环境设置：将样品浸入水槽（纯水或模拟海水），确保完全润湿。

油滴沉积：使用微量注射泵在水下样品表面释放油滴（体积通常0.5~5μL）。

图像采集与分析：高速摄像头拍摄油滴静态图像，专业软件（如ImageJ或接触角仪配套系统）拟合液滴轮廓并计算接触角。

关键影响因素：

油相性质：高粘度油（如原油）可能影响液滴铺展，需调整注射速度。

水相环境：盐度、pH值可能改变表面润湿性，需模拟实际应用条件。

表面结构：微纳米粗糙度可能导致接触角滞后，需测量前进角和后退角。

  水下油接触角测试在超疏油涂层、自清洁材料及石油污染治理中具有重要价值。未来，结合高速成像和人工智能分析，可进一步提升测试精度，推动新型功能材料的研发。总之，水下油接触角测试是研究材料表面润湿性的有效手段，其精确测量对优化材料性能具有重要意义。