W-AB 模型,也稱為 van Oss-Chaudhury-Good 理論,是將固體的總表面能(γ)分解為兩個主要部分:Lifshitz-van der Waals 分量 (γ^LW): 由倫敦色散力、偶極-偶極力等非極性相互作用產生。Lewis Acid-Base 分量 (γ^AB): 由氫鍵、給體-受體等極性相互作用產生。這個分量又被進一步分解為路易斯酸 (γ?) 和路易斯堿 (γ?) 兩個參數。這個模型的強大之處在于,它可以通過使用接觸角測試儀測量固體與幾種已知表面能參數的探針液體的接觸角,來反算出固體的這些表面能參數。
計算過程本質上是求解一個方程組。
第一步:選擇探針液體,至少需要三種具有不同表面能特性的探針液體。通常選擇兩種極性液體和一種非極性液體。經典組合是:水: 強極性,同時具有較高的 γ? 和 γ?;乙二醇: 中等極性;二*甲烷: 非極性液體,其表面能幾乎由 γ^LW 貢獻(即 γ^LW ≈ γ_total)。
第二步測量接觸角,在待測固體表面潔凈、平整的樣品上,使用接觸角測試儀分別測量三種探針液體的靜態接觸角(θ)。確保測量環境穩定,并取多個點的平均值以減少誤差。
第三步建立方程組,LW-AB 模型的核心方程是 Young-Good-Girifalco-Fowkes 方程,它將接觸角與固體、液體的表面能參數聯系起來;
根據方程先解出 γ_LW,γ_s^? 還有 γ_s^?。
通過γ_s^? 和 γ_s^?計算得到γ_s^AB,計算總表面能: γ_LW+γ_s^AB。