前言：通常我们所说的水接触角或水滴角，是接触角的一种，其使用的测量溶剂为水。针对一些表面涂镀有特殊材料的镀层或者是在客户特别要求时，我们还会使用到油酸，正十六烷等溶剂。下文，我们主要针对我司常用的水接触角测量进行差异的验证与研究。

1.首先，我们来介绍一下水接触角的定义、特点及测量方法。

   水接触角的定义

   水接触角是指在气、水（液）、固三相交点处所作的气-液界面的切线穿过液体与固-液交界线之间的夹角θ，是润湿程度的量度。（如下图1所示）


   水接触角的特点

   若θ﹤90°，则固体表面是亲水性的，即液体可润湿固体表面，其角度越小，润湿性越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不润湿固体表面，容易在固体表面上移动（即AF Coating的效果） 。

通常有如下几种润湿情况：
1）当θ=0，完全润湿；
2）当θ﹤90°，部分润湿或润湿；
3）当θ=90°，是润湿与否的分界线；
4）当θ﹥90°，不润湿；
5）当θ=180°，完全不润湿。


   测量的方法

   接触角现有测试方法目前应用最广泛、测值最直接与准确的还是外形图像分析方法，其原理为：将液滴滴于固体样品表面，通过显微镜头与相机获得液滴的外形图像，再运用数字图像处理和一些算法将图像中的液滴的接触角计算出来。

   目前，产业内普遍使用的水接触角测量仪器包括：Kruss系列，Sindatek系列，Kyowa系列和JC2000X系列。

2.其次，介绍一下水接触角测量仪器的分布和测量/计算方法的统计。

   水接触角测量/计算方法统计

水接触角测量/计算的方法较多，包括：（如下图3所示）
a.Tangent Method-1
b.Tangent Method-2
c.Laplece-Young Fitting
d.Circle Fitting
e.Height/Width Method等等…

3.实测资料分析

    分析所有仪器的不同测量/计算方法的实测数据：
所有170个数据的均值=115.7，圆拟合法(Circle Fitting)所有数据的均值=115.0。

4.结论：

   测量方法统一：
a. 分析不同计算方法的优缺点，圆拟合法(Circle Fitting)进行水接触角的测量/计算。
b. JC2000X系列属手动型，无测量/计算方法：其测量结果通过加补偿值（2.0）与圆拟合法的数据匹配。
注：补偿值=圆拟合法所有数据的平均值-JC2000X手动测量平均值 = 115.0 - 113.0 = 2.0

   圆拟合法定义：
先假设圆参数，得到每个待拟合点到该圆的距离之和，即点到假设圆的误差，求出使这个和最小的参数。
圆拟合法的基本思维就是考虑数据受随机噪声的影响进而追求整体误差的最小化。

   圆拟合法优点：当接触角越大时，基于圆的拟合法有更高的准确度。

5.相关参考标准：

   ASTM D5946-2009 用测量水接触角测量结果测定经电晕处理的聚合物薄膜的试验方法
   ASTM D724-99(2003) Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle-of-Contact Method)

6.案例分享：

   案例分享1：擦拭对水接触角测量结果的影响
   ● 资料收集：样品名称-TCM10D27，样品数量-10pcs


   ● 资料分析


   ● 案例1小结：
   擦拭干净后的样品，再经过多次擦拭后，其接触角无明显变化。

   案例分享2： B厂、C厂水接触角测量差异验证
   ● 标准片测量数值解析


   ● 样品实测资料收集及分析
   a. 样品实测资料收集


   b. 样品实测资料分析：箱线图分析


   ● 原因分析/仪器问题点确认/改善建议