[发明专利]试验温度、试样张力可控的接触角测量装置与方法及用途

说明书

本发明提供一种试验温度、试样张力可控的接触角测量装置与方法及用途。该装置包括可三轴移动和联动倾斜的并可控制试验温度和试样张力的试验平台机构；可对布样进行平整化和施加均匀、稳定预张力和改进后自带转动偏心轴的夹持机构，并与控温试样板同体的张力夹持机构；水平摄像系统可以水平方向观测浸润接触角和滚动角；可实施定量滴液、补液和定压给液的滴定机构。其测量方法是将液体定量滴于试样表面，利用控温板的加温与恒定并配合张力夹持机构，测量液滴的接触角，配合质心转轴测量滚动角；配合可补液和吸液的滴定装置测量前进角和后退角；可用于如纺织品和薄膜等柔性材料表面浸润性能测量与评价。

技术领域

本发明属于材料浸润性和溶蚀性的原位测量技术领域，是一种材料的原接触角测量和抗化学溶解性测量技术同机测量结合技术。本发明用于表征液滴在材料上的接触角、滚动角和渗透与溶蚀发生时间等防危化液体渗透与溶蚀功能的评价。

背景技术

目前我国危险化学品行业从业人员和应急救援人员防护服装的产品标准和配备标准尚不完善，国内救援人员配备的大都是进口产品，相关检测也多由国外的机构完成。进口产品的价格较为昂贵,检测检验费用也非常高昂。这种状况,制约了我国应急救援装备的配备水平,也阻碍了相关产品的研究开发，与国内安全生产发展现状很不适应。开发防护服装防化学品性能检测仪器,对于推动我国应急救援防护装备水平的发展，乃至推动相关产业的发展, 都有着重要的意义。

中国防化服的评价分级主要试验方法为如GB 24540-2009所示的喷溅液密性测试方法，试验需要身着变色内衣的假人再身着防化服，在危化品喷淋装置下旋转，一段时间试验后观察内衣颜色变化情况，试验成本大，评价相对宏观和定性，无法给出溶蚀性的评价，更无法同时给出接触角、滚动角的精确测量。

GB23462-2009、ISO6529 、EN369和 ASTM F739中出现的渗透池可以用于检测防危化品材料与液体危化品大面积持续接触的防护性能，在防护服的实际应用中，危险液体大量聚集并直接残留在防化服对服装穿戴者造成威胁的情况极少发生，更多的液体危化品是以液滴的形式残留在服装的褶皱或布料衔接处，从微观角度来说，在不存在浸润的情况下，不会有溶蚀现象的发生。虽然理论上，当液滴与织物接触形成的接触角大于90°时，即为不可浸润，尤其当接触角大于140°时，溶蚀性的测量一般用溶蚀法来替代进行。这时表面的抗溶蚀性表征不具针对性，故无代表性。但溶蚀性依然需要测量，而且浸润性，即接触角的测量，并未涉及溶蚀性。故该装置在测量滴液接触角、滚动角、前进角、后退角的同时，还观察测量液滴在织物表面溶蚀情况，是目前已研方法中未出现的测量方法。

目前，对接触角的研究主要集中在不同温度和湿度条件下的材料表面接触角和滚动角的变化。专利200910034768.5公开了一种控温湿同步测量液滴温度、表面张力、接触角的装置。但此装置的整个试验台设计为一个封闭盒子，盒子外接控温装置，整体仪器较大，设计过于繁杂，温控过程中试样盒子外壁易产生水雾，影响摄像机镜头影像拍摄，不能简单直接地测得温度对材料表面润湿行为的影响。专利201120359162.6公开了一种可直接用于接触角仪的控温平台装置，在现有的接触角仪器上增加了控温板，可以连续改变温度从而得到材料表面接触角随温度的变化关系，用以研究材料表面的润湿行为等。其缺点在于只能改变试样温度这一个变量。专利201410265907.0公开了一种超高压、高温下测试接触角和界面张力的装置和方法，通过密封加压腔室的设计能够测量材料在不同压力下接触角的变化。以上发明不仅与本发明所用的机构和原理均不同，而且既无法同时测量接触角、前进与后退角和滚动角（尤其是，当接触角大于130°时，实测接触角无法准确表征织物的不可浸润性而滚动角的测评更为精准），又无法测量织物或片状材料的溶蚀性质。

发明内容

本发明的目的是提供一种加热加压适用于长时浸润的织物溶蚀性测量装置、方法。本发明的另一个目的是提供此装置相对应的检测方法。本发明的另一个目的是提供此装置相对应的用途。