怎样才能准确的测量固体与液体的接触角

       当液体的表面张力已知时,接触角的测量为计算固体本身的表面张力提供了可能性。反过来固体表面张力是决定固—液润湿性能的重要因素,如果固—液完全润湿(接触角θ=0 ) ,则固体的表面张力一定与液体的表面张力相等,通常认为接触角越小,润湿性能越好,且润湿速度越快。在原油注水开采中,本来岩石是亲水性的,当它与原油接触后,原油中含有的天然活性物依极性相近规则吸附于砂岩表面上,使砂岩表面为亲油表面,这样不利于水驱油。

       为了改变岩石的亲油性,在注水或三次采油中加入活性剂,就使岩石表面发生再吸附,重新变成亲水表面,从而达到有利于驱油的目的。活性剂与岩石的接触角越小,润湿性能越好,水驱油的效果越好。怎样准确的测量固体与液体的接触角成为至关重要的因素。通过实验研究发现:采用接触角测量仪,可以准确地测量出固体与液体之间的接触角。

       (1) 测量原理在平整的固体表面滴一滴液滴,在液滴的轮廓线上划一条切线就可以知道接触角的大小。它由测角仪中的量角器上读出,液滴的大小是不重要的,但是它必须足够大来防止测量过程中的干化。由于固体表面的不均匀性以及有一定的粗糙度,因此前进液滴和后退液滴的接触角有一定的差异,通常要区分是前进角还是后退角。增加液滴可以得到前进角,减少液滴可以得到后退角。将注射器固定在一个支架上,改变液滴大小时注射器的针头总是保持在液滴内部。前进角为固/液接触角,接触角有时也采用两者的数学平均值。

       (2) 用测量接触角的过程测量某种表活剂对某种固体的接触角,首先用这种固体物质做一个标准(长方体)几何形状的测量板,该测量板表面要处理得光滑,否则会影响浮力及表面张力的测量结果;另外,固体测量板做好后,要准确地测量该板的宽度、厚度。接下来要测量该表活剂的密度、表面张力等参数,然后把测量板的标准尺寸和密度、表面张力等参数输入到接触角的测量软件中。一切准备工作做好后,接下来启动仪器开关,测量就自动进行了,最后计算机准确地读出该表面活性剂对固体的前进角和后退角。