如何通過接觸角判斷疏水性?疏水性與親水性的區別

2021-01-15 薄膜材料前沿



本期關注： 如何通過接觸角判斷疏水性？疏水性與親水性的區別 

     一般塗層的疏水性主要是靠接觸角和吸水率來判斷的吧，想問下這兩者之間的關係比如說系列樣品中，接觸角最大的吸水率一定最小嗎？

下圖是通過測試的親水和疏水接觸角的結果，一般， 我們將小於60度的接觸角稱為親水接觸角，大於60度的接觸角稱為疏水接觸角。接觸角度越小，說明潤溼性好。

接觸角，小的，疏水性小親水強。吸水首要能被水潤溼，即有親水性，接觸角大親水性小，在其它條件不變時吸水越小一般是這樣的如果接觸角小，說明表面和水相容性好！反之，說明差毛細現象浸潤液體上升的高度是一定的，而不是一直往上升，毛細現象中液體上升、下降高度：h的正負表示上升或下降。

浸潤液體上升，接觸角為銳角；不浸潤液體下降，接觸較為鈍角。上升高度h=2*表面張力係數*cos接觸角。最近在nature上看到一篇文章，說的是玫瑰花瓣，其表面疏水性很強，但與水卻粘滯不滴落，其吸水性卻是強的。接觸角大小表徵的是初期疏水性，而吸水率表徵的是長期吸水情況！

吸水過程有三個階段：

1.水分進入材料，充滿其中的自由體積；接觸角很重要；

2.水分作為增塑劑，使聚合物分子鏈滑移，增加自由體積，增大吸水率；

3.材料中的極性基團和水形成氫鍵，發生不可逆反應，吸水率隨時間一直增加。

利用親水材料獲得超疏水表面實例：

研究小組報導利用模板擠壓道經，以親水性聚合物聚冊稀PVA為前驅物得到了超疏水性陣列納米纖維表面，以及利用親水性聚碳酸酯製備了縫合線疏水性納米柱模，其中，水在平滑有PC膜表面的接觸角分別為72.5和85.7.從而成功實現在利用傳統上的親水材料獲得超疏水表面。從而得到了在材料學上更為廣泛的應用。例如，在利用親水材料獲得超疏水表面方面，他們通過一步成膜法結合氣體誘導相分離的過程，製備了具有微米，納米複合結構的聚合物超疏水性薄膜。

氣相對固體表面浸潤性的影響

固體表面的浸潤性是由固-液-氣三相共同的，一直以來，人們對浸潤性的研究大多集中在固相或液相，而忽視了氣相的影響。近幾年，通過一些研究發現，氣體的組成，壓力等對界面的性質也起著至關重要的作用。









                                                來源：多妍妍520

排版：光學薄膜前沿


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