基于动态接触角分析的竹纤维表面能表征

针对天然竹纤维粗细不均、变异性大的特点,采用Whihelmy力学法测定了竹纤维的平均润湿周长及动态接触角,利用Owens-Wendt法对11种浸润速率下的纤维表面能、色散及极性分量进行了表征,并借助边际均值研究了测试速率与动态接触角、表面能的关系。结果表明:采用30根纤维的平均润湿周长来估算动态接触角的方法是可行的,其相对误差较小。随着测试速率的增加,动态前进接触角符合先快速增加后逐渐稳定的分子动力学模型,而表面能有非线性减小的趋势。测试速率设置为1~3mm/min较合理,此时测得竹纤维表面能为41.71~43.61mN/m。浸润速率在11个水平下测定的动态接触角边际均值可分成7组子集,高浸润速率下测得的纤维接触角比低浸润速率的显著提高。动态接触角和测试速率的相关程度有14.11%由测试液体的协同作用产生。竹纤维表面能与动态前进接触角边际均值呈负相关线性关系。