测试油菜角果外表面的静态接触角
测试油菜角果外表面的静态接触角
0 、 引言
油菜是重要的油料作物，而我国又是油菜生产大国，油菜产量占世界的 1/3。但与此不匹配的
情况是，我国的油菜机械化收获水平十分低下，油菜收获中对人工的依赖程度仍然很高，直接
导致我国的油菜生产成本一直居高不下，严重影响了其市场竞争力。
田间试验发现，在连续的机械化联合收获油菜的过程中，潮湿的油菜脱出物会逐渐粘附在清选
筛面，以至于筛孔堵塞，这一过程伴随着清选损失的急剧上升，已成为制约油菜机械化联合收
获发展水平的一个瓶颈问题。为了探求该问题的解决之道，提出适用于油菜脱出物清选的减粘
降阻技术与方法，相关科研人员已对油菜物料的一些基本特性开展了研究。
已有的研究表明，油菜物料与清选筛面间的粘筛堵孔问题属于湿粘农业物料与运动金属部件之
间的粘附摩擦问题。与此问题相关的研究涉及到摩擦、粘附和固体表面能等多个方面。其中，
固体的表面能又是计算物质相互作用的重要参数，与吸附、粘附、摩擦及生物相容性等性质密
切相关。固体表面能的高低可以通过其浸润特性而得到反映，气、固、液三相之间的接触角是
用以作为衡量固体表面浸润特性的常用参数。已有的研究表明，浸润特性的研究有助于相关表
面的减粘降阻研究。为探究油菜脱出物的粘筛堵孔的解决之道，本文将以油菜脱出物中的油菜
角果为研究对象，测试并分析油菜角果的外表面与两种典型液相物质之间的接触角，希望能对
相关研究提供参考依据。
1 、 试验方法与试验材料
测试接触角大都基于图像技术，接触角本身包含动态接触角和静态接触角两类。考虑本文的试
验对象为农业物料，各试样之间存在必然的自然差异，且所需的接触角数据满足一般精度即
可。因此，本文只测试油菜角果外表面的静态接触角。
试验采用 CAM101 型接触角测量仪进行接触角试验。该测量仪使用一个分辨率为 640×480 的
火线视频照相机对样品台上的液滴图像进行采集，并将采集到的图像传输给计算机后由计算机
进行接触角的自动测量。试验时，需要使仪器附近的空气流动尽可能的小，调整好注射器、样
品台和视频照相机镜头三者之间的相对位置，同时保证样品台的水平和注射器的垂直，并调整
视频照相机镜头的焦距使所得图像最为清晰。在使用校准球进行校准之后才能正式开展接触角
试验。试验所用 CAM101 型接触角测量仪。
根据大量的田间试验可知，湿粘油菜脱出物中的液体主要为油性液体和水性液体两类。作为典
型油性液体和典型水性液体，本文采用经过过滤后的菜油和二次蒸馏水分别作为文中接触角试
验中的液相。
文中选择油菜的品种作为接触角试验中的考察因素。
为了保证试验的可靠性，文中所用的各品种油菜角果均在同一时期内采自同一试验田块。室内
接触角试验时保持室温为20℃ ，每个品种的接触角试验分别重复测试 6 次。本文所用的 6 个品
种油菜的名称及对应的编号如表1 所示，这 6 个品种油菜的角果形态。
试验当天采集的油菜角果先按品种分类并集中放置在冰箱内保险存储，同时立即开展试验。试
验时，先将采集到的油菜角果剥开去除其中的油菜籽粒，然后取角果的中间部分裁剪成长约
25mm、宽为油菜角果自然宽度的试样; 将该油菜角果外表面试样粘贴到CAM101 型接触角测
量仪的样品台正中位置，并注意粘贴时不能破坏油菜角果外表面的原始性状。在旋转注射器旋
钮产生液滴时，动作需要缓慢平稳，确保液滴在自然状态下滴落在油菜角果试样表面，当液滴
在试样表面稳定后才开始采集接触角图像。
摘要：
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测试油菜角果外表面的静态接触角0、引言油菜是重要的油料作物，而我国又是油菜生产大国，油菜产量占世界的1/3。但与此不匹配的情况是，我国的油菜机械化收获水平十分低下，油菜收获中对人工的依赖程度仍然很高，直接导致我国的油菜生产成本一直居高不下，严重影响了其市场竞争力。田间试验发现，在连续的机械化联合收获油菜的过程中，潮湿的油菜脱出物会逐渐粘附在清选筛面，以至于筛孔堵塞，这一过程伴随着清选损失的急剧上升，已成为制约油菜机械化联合收获发展水平的一个瓶颈问题。为了探求该问题的解决之道，提出适用于油菜脱出物清选的减粘降阻技术与方法，相关科研人员已对油菜物料的一些基本特性开展了研究。已有的研究表明，油菜物料...
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