Angle de contact

Lorsqu'une interface existe entre un liquide et un solide, l'angle entre la surface du liquide et l'extérieur de la surface de contact est décrit comme l'angle de contact θ (thêta minuscule). L'angle de contact (angle de mouillage) est une mesure de la mouillabilité d'un solide par un liquide.

Données fondamentales

En cas de mouillage complet (étalement), l'angle de contact est 0°. Le solide est mouillable entre 0° et 90° et non mouillable au-delà de 90°. En cas de matériaux ultrahydrophobes avec effet lotus, l'angle de contact approche la limite théorique de 180°.

Illustration : angle de contact sur des matériaux différents

Selon l'équation de Young, il existe un lien entre l'angle de contact θ, la tension de surface du liquide σl, la tension interfaciale σsl entre le liquide et le solide et l'énergie de surface σs du solide :

Schéma de l'angle de contact

L'angle de contact avec un ou plusieurs liquides peut être utilisé pour déterminer l'énergie de surface d'un solide.

Rôle

L'angle de contact est important lorsque l'intensité du contact des phases entre les substances liquide et solide doit être contrôlée ou évaluée : revêtement, peinture, nettoyage, impression, revêtement hydrophobe ou hydrophile, liage, dispersion, etc.

Méthodes de mesure

  • Analyse de profil de goutte (DSA) : L'angle de contact est mesuré à l'aide de l'image d'une goutte sessile aux points d'intersection (points triples) entre le contour de la goutte et la projection de la surface (ligne de base). Instruments : DSA100, DSA30, DSA25, MSA, MobileDrop
  • Méthode de la plaque de Wilhelmy : La force agissant dans la direction des tensioactifs lors du déplacement d'un solide en forme de plaque à la verticale dans un liquide est mesurée. Cette force dépend de l'angle de contact ainsi que de la tension de surface et de la longueur mouillée. Instrument : K100
  • Mesure de l'angle de contact de la poudre à l'aide de la méthode de Washburn : L'augmentation du poids dans un tube rempli de poudre immergé est mesurée en fonction du temps. La vitesse d'élévation de la colonne de liquide dépend entre autres de l'angle de contact. Instrument : K100
  • Méthode de distance de la vue du dessus : La courbure de la surface de la goutte associée à l'angle de contact est mesurée à l'aide de la distance entre les points lumineux qui sont réfléchis en haut de la surface d'une goutte. Instrument : TVA100