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親水接觸角,疏水接觸角的角度劃分?如何測試親水,疏水接觸角

  

潤濕也是—種常見的表面現象,日常生活中見到的例子很多,有的東西表面能夠被水潤濕,如紙張、棉花、布匹、玻璃等;也有很多物品不能被水潤溫,如油布、石碏等,把它們浸入水中就象干的一樣。如下圖,水滴在玻璃上能鋪展開來.易潤濕;任石蠟,荷葉上不能鋪開,不潤濕。


親水和疏水,潤濕性

? 液體能夠在固體表面輔展開來的現象,稱為潤濕現象;反之,稱為不潤濕。我們將接觸角度用θ代替說明一下潤濕情況,親水接觸角和疏水接觸角的劃分。

 θ<0 固體表面能被液體潤濕,接觸角越小.潤濕性越大,鋪展性也愈大,當接觸角為零時,叫完全潤濕。

 0<θ<90度 液體可潤濕固體,且越小,潤濕性越好。叫親水接觸角。

 90度<θ<180度 液體不潤濕固體。也叫疏水接觸角,或者憎水接觸角。

 θ=180度 固體表面不被液體潤濕,說明接觸角越大,潤濕性越小,輔展性越小,液面易收縮成球形。當接觸角等于180度時,叫完全不潤濕。


親水和疏水接觸角


? 必須指出,潤濕與不潤濕是一種相對的概念,沒有絕對不潤濕酌物質,它們只是程度上的差異。習慣上是這樣區分的:接觸角<90度稱為潤濕;接觸角>90度,稱為不潤濕;接觸角等于零度,叫完全潤濕;接觸角=180度,叫完全不潤濕。應當指出,楊氏議程的應用條件是理想表面,即指固體表面是組成均勻,平滑,不變形(在液體表面張力的垂直分量的作用下)和各向同性的,只有在這樣的表面上,液體才有固體的平衡接觸角。


  具有特殊光學性能的超疏水表面:

  透明性的超疏水表面由于在眼鏡,汽車玻璃,窗戶等涂層上的重要應用而引起了人們的廣泛關注。當考慮到粗糙度的因素時,疏水性和透明性是兩個互為競爭的性質,因為表面粗糙度的增加可以增強表面的疏水性,但由于光散射損失而降低其透明性,一般來說,透明性薄膜的表面粗糙度較小,而表面的疏水性會隨著表面粗糙度的減小而下降,因此,為了得到即透明又疏水的薄膜,就要對表面的粗糙度進行有效的控制。構建合適的粗糙表面是滿足這兩種性能的重要在因素。如前所述,利用等離子體處理,升華,相分離,化學氣相沉積等方法構建粗糙表面。通過調整表面粗糙度及表面化學修飾,都可以得到透明的超疏水表面。

  如何用接觸角測量儀測試親水,疏水接觸角:

  切線法:常規方法,需手工切線,誤差較大

  圓法:也叫寬高法,θ/2法,利用三點擬合一個圓形(開放式存在,能更好的看清楚是否貼合在一起),從而計算出接觸角度。適用于<20°角度的接觸角測量。


親水接觸角親水接觸角

  

橢圓法:當接觸角度超過20度時,此時已不是一個常規的圓形,而近似一個橢圓形,橢圓法用五點擬合橢圓形,從而計算出接觸角度。適用于>20° <120°角度測量。

疏水接觸角疏水接觸角分析結果

  

? ? ?Laplace-Young法:適用于>120°超疏水角度的測量。但是Laplace-Young法有一個缺點,就是圖象一定要非常清晰和完整,需自動擬合,并且左右兩邊的角度要均勻。目前晟鼎精密已經開發出微分圓法和微分橢圓法,此方法含擴(圓環法,橢圓法,Laplace-Young法)并能優化Laplace-Young法的不足之處。這也是有超疏水角度測量需求的客戶的福音。



超疏水接觸角

  

? ? 盡管目前對超疏水表面的研究取得了一定的成果,對于表面化學組成的微觀結構與潤濕性的關系也有了更深入的認識,為超疏水表面的制備提供了一定的理論指導。

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