Extended Fowkes法

Extended Fowkes法是一种通过几种液体从接触角计算固体表面自由能的方法。在这种情况下,表面自由能分为极性部分色散部分。氢键部分也是极性部分的一种。

背景

根据杨氏方程,在接触角θ,液体表面张力σl,液固界面张力σsl以及固体表面自由能σs之间存在以下关系:

为了能够从接触角计算表面自由能,第二未知变量σsl必须测定。
源于Fowkes法和Owens, Wendt, Rabel und Kaelble法,界面张力σsl基于两相之间的表面张力σs和σl及相互作用。这些相互作用被解释为色散部分 σD、氢键部分σH及包含表面张力或表面自由能的其他极性相互作用σP的几何平均值:

测量固体表面自由能至少需要三种液体,其中至少有一种液体具有极性部分且氢键部分大于0。
过去Extended Fowkes法很少用于材料测试。然而,与色散力和偶极作用相比氢键具有更大的粘合能,它可用于评估两相的附着力。水对固体的润湿能力很大程度上取决于固体形成氢键的能力。

参考文献

Chen Jie-Rong; T. Wakida, Studies on the Surface Free Energy and Surface Structure of PTFE Film Treated with Low Temperature Plasma. In: Appl. Poly. Sci 63,13 (1997), P. 1733-1739.