creștere capilară
măsurarea directă comună a unghiurilor de contact ale unei picături de lichid pe un solid plat și neted nu se aplică pulberilor și alimentelor poroase uscate. Metoda obișnuită de măsurare a unghiului de contact în creșterea capilară în medii poroase este folosind ecuația lui Lucas-Washburn care este derivată din Legea lui Poiseulle a fluxului de lichid în creșterea capilară:
\
\
unde:
- h – înălțimea lichidului în creștere
- w – creșterea în greutate a probei (cauzată de apa absorbită în ea)
- XV – tensiunea superficială a lichidului testat (N/m)
- XV – densitatea lichidului testat (kg/m3)
- (m)
- r – raza statică medie a porilor (m)
- XV – vâscozitatea lichidului (PA s)
- c – factor geometric (M5)
metoda obișnuită de măsurare a unghiurilor de contact în acest caz este de a efectua experimente de creștere capilară în care eșantionul dvs. este atârnat sub un echilibru și îl scufundați în lichidul testat. Principala deficiență a acestei abordări (folosind ecuația lui Washburn) este incapacitatea sa de a se separa între cele două variabile (r și cos-uri sau c și cos-uri). Metoda uzuală de depășire a problemei termenului necunoscut r•cos(XV) este prin utilizarea unui lichid de referință care udă complet eșantionul (0, 0, 1). Cu toate acestea, s-a descoperit că unghiul de contact dinamic în avans este în general mai mare decât cel static, chiar și pentru un lichid de umectare total și, ca urmare, această metodă poate fi eronată.
Seibold et al, (2000) a sugerat o modalitate de a depăși această problemă. S-a observat că acest termen constant variază în funcție de lichidul utilizat, în contradicție cu abordarea Washburn care folosește hexanul ca lichid complet umed pentru a găsi raza porilor. În acest studiu, s-a propus obținerea termenului constant Real r în ecuația Washburn prin trasarea valorii măsurate r cos inktv versus rata de creștere a alcanilor (panta în ecuațiile \ref{4} și \ref{5}). Interceptarea la viteza zero dă valoarea lui r. Siebold el al. (2000) au efectuat experimente de creștere capilară cu diferiți n-alcani, care sunt considerați complet umectați, datorită tensiunii lor superficiale scăzute. În fiecare caz, s-a obținut o relație liniară între înălțimea pătrată a lichidului în creștere și timp, rezultatele lor ale termenului r•cos(XV) au fost calculate din pantele acestor curbe. Această constatare a fost transformată într-o metodă de calculare sau măsurare a unghiului de contact la viteza zero. Siebold și colab. (2000) a sugerat că, pentru mediile poroase, termenul r•cos(XV) pentru fiecare alcan (termenul a fost calculat din ecuația Washburn) poate fi reprezentat grafic în raport cu rata inițială inițială a fiecărui lichid. Curba care a fost creată poate fi extrapolată la viteza zero (și, prin urmare, cos(XV)=1) și acest lucru permite determinarea razei reprezentative r. După găsirea r, care este o proprietate a probei solide și nu se schimbă în funcție de lichidele utilizate, putem efectua experimentul de creștere capilară cu lichidul nostru de testare și putem calcula unghiurile de contact pe care acest lichid le creează cu proba poroasă solidă.