台灣光觸媒產業發展協會

本測定法是利用求出試片的臨界接觸角，而求得光觸媒製品的自我潔淨性能。首先將油酸塗布在試片的表面，再用一定的紫外線照射，藉由量測照光過程中試片表面接觸角的變化，以評估試片表面的自我潔淨性能。

2.1 器具和設備

（1）紫外線螢光燈：紫外線範圍(波長400 nm 以下)的輻射量，最少占總輻射量80% 的螢光燈。

（2）紫外線照射設備：燈管的光可以均勻地照射試片，可以遮斷周圍的光線，可以移動試片或燈管的位置以調整輻射照度。於燈管安裝反射板時，使用較不會吸收紫外線或較不易劣化的材料，其構造為在試片的位置可以量測輻射照度。

（3）紫外線照度計：量測波長400 nm 以下紫外線輻射量的輻射照度計。

（4）接觸角量測設備：量測範圍0~180°、量測讀數至0.1°、量測精準度±1°。從附著於試片表面的液滴形狀影像，於附著一定時間後，用θ/2法來計算接觸角。

（5）水接觸角簡易量測法：無接觸角量測設備或試片尺寸過大，無法使用接觸角量測設備進行量測時，可採用附錄3之簡易量測法。
 

2.2 試劑

（1）油酸(oleic acid)：純度(cGC)為60.0% (質量分率)以上。

（2）庚烷(heptane)：純度(GC)為99%以上的正庚烷(n-heptane)。

（3）純水：經離子交換樹脂法所製備的純水。

3.1 試片之製作：將光觸媒製品的平坦部分切成邊長為(100±2) mm 的正方形，以此做為性能測定用試片。製作試片時，須注意不得被油等有機物污染，以及光觸媒材料間的相互污染。

3.2 試片的數量：要準備2片試片，以及1片相同材質但未塗佈光觸媒的空白片。

4.1 試片的前處理

（1）前處理的順序：試片的前處理是以下列順序進行。在處理試片時，為了避免受到污染，必須注意不使試片的表面直接觸及疏水性物質。⁽¹⁾
        註⁽¹⁾ 為了防止受到疏水性物質的污染，最好戴上聚乙稀製的手套。

（2）去除有機物：利用紫外線照度計，在試片表面位置，將紫外線照射裝置的輻射照度調整為2.0 mW/cm2後，對試片進行24小時的紫外線照射。

（3）塗抹油酸(oleic acid)：使用正庚烷(heptane)將油酸稀釋成體積分率為0.5%的溶液，將試片浸漬在此溶液中，以60 cm/min 的速度拉起後，在70℃下乾燥15分鐘。塗抹後如果不馬上使用時，要保管在不使用矽滑脂(silicone grease)玻璃密閉容器中。
 

4.2 水接觸角量測

（1）水接觸角量測點：在試片中，測量各五點的接觸角，以求得其平均值。將此數值當作試片的接觸角。

（2）輻射照度量測及試片設置位置的準備：在紫外線照射裝置的受光面上安置紫外線照度計的受光部，調整紫外線照射裝置使試片的輻射照度為( 1.0 ± 0.1 ) mW/ cm2。量測輻射照度時，為了使輻射照度穩定，應事先打開照射裝置的光源達15分鐘以上。

（3）照射紫外線0小時後，量測接觸角：對經過前處理後的試片，各取5個點量測其接觸角。算出各試片於5個點的平均量測值，做為各試片的「起始接觸角」 (照射紫外線0小時後的接觸角)。讓水滴與試片接觸，當水滴在試片形成液滴時，最好是於滴下後的3~5秒之間，即迅速擷取此時的水滴影像。應遵照所使用的接觸角量測儀器的標準，滴下適當的水滴量（1 μL 或2 μL）來進行量測。

（4）照射紫外線 n 小時後的接觸角量測：開始對試片照射紫外線後，於各適當的照射時間間隔，各取5個點量測其接觸角。算出各試片於5個點的平均量測值，做為各試片的「照射紫外線 n 小時後的接觸角」。其量測例子如圖1所示。

（5）臨界接觸角的量測：量測各試片在時間上連續3次照射紫外線 n 小時後的接觸角，並求出變異係數。如果變異係數在10%以下時，以此3次接觸角的算術平均值，做為各試片的〝臨界接觸角〞。

（6）接觸角的表示法
各試片於照射紫外線 n 小時後的接觸角，如果在5°以下時，於此時結束量測，可以用此時的接觸角量測值，做為各試片的「臨界接觸角」。
照射紫外線 n 小時後的接觸角為5°以下時，記錄為「5°以下」，或將其四捨五入進到整數，並記錄此數值在括弧內。
例如4.1°時，記錄為「5°以下」，或記錄為“(4°)”。

圖1光觸媒製品自我潔淨塗料性能測試例

5.1 數值的四捨五入：用四捨五入方式進行，即四捨五入到小數點後一位。但若為5∘以下時，則依照4.2 (5)。

5.2 接觸角的計算：計算各試片於5個點的平均量測值，做為在各條件下的「試片的接觸角」。

5.3 測試成立條件：當於滿足下列的測試成立條件時，測試視為有效。
起始接觸角必須在20∘以上須符合式(1)。

θi ≥ 20 ........................................................... ∘ ........(1)

θi：起始接觸角(照射紫外線0小時後的接觸角)

5.4 臨界接觸角的評定：
對各試片，計算在時間上連續3次照射紫外線 n1、n2、n3小時後的接觸角，再求其平均值及標準差，如果變異係數為10%以下時，以3次接觸角平均值，做為〝臨界接觸角〞。

θn1：照射紫外線 n1小時後的接觸角(° )
θn2：照射紫外線 n2小時後的接觸角(° )
θn3：照射紫外線 n3小時後的接觸角(° )
x ：連續3次的平均值(° )
s ：連續3次的標準差(° )
θf ：臨界接觸角(° )

當照光時間達到168小時，即使變異係數未達10%以下，以照射紫外線168小時後的接觸角進行判定，並停止測試。