三种钢基疏水表面微观形貌的分形特征及其对润湿性的影响

采用化学刻蚀与低表面能物质修饰相结合的方法, 通过调控刻蚀时间在304不锈钢、 X80管线钢和45#钢表面构造不同的微观形貌; 借助扫描电子显微镜采集不同材料表面的微观形貌, 并采用接触角测量仪测量其润湿性能; 应用Matlab软件编程计算分形参数. 结果表明, 3种材料构造的疏水表面均具有分形特征, 且最佳刻蚀时间为30 min, 此时多重分形谱子集维数最大值最靠左, 对应的奇异性指数最小, 表征表面微观形貌的分形维数也达到最大值; 分形维数与接触角线性拟合效果优良, 接触角随分形维数的增大而增大.     

椭圆法测量接触角

接触角在胶体与表面化学、矿物浮选、洗涤和油气开采等领域是一项重要的物性参数.本文提出椭圆法计算接触角的公式,在接触角小于90°时,利用测量出的椭圆的长轴和短轴半径和油-水-固接触点的坐标计算接触角;在接触角大于90°时,只需在椭圆轮廓线上选择两点,测量四个数据计算接触角,该方法计算公式比较简单,便于推广应用.本文提出将...     

纳米银改性树脂基托机械性能的初步研究

采用磁控溅射技术在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂基托表面沉积一层纳米银(Ag NPs)涂层.研究了纳米银改性PMMA树脂基托的机械性能,为改性材料的临床应用提供理论基础.根据国际标准ISO2409:2007描述的划格法对涂层与基底的附着力强度进行测试,各组试件的接触角采用静态液滴法测量,三点弯曲法检测试件的弯曲强度.结果显示,各组涂层与PMMA基底材料结合良好,各组试件的表面润湿性变化不大,其中PMMA-Ag NPs80s组疏水性略有提高,各组试件的弯曲强度均符合国家标准.     

基于智能手机摄影的接触角测量实验

建立了一种基于智能手机摄影测量接触角的简便方法，使用附加近摄镜的智能手机对固体表面的液滴进行拍摄，对图片进行测量和计算即可测得其接触角。该方法简单廉价，较为准确，可用于研究表面活性剂对接触角的影响，亲水和疏水表面对接触角的影响等。使用该方法可以在物理化学实验、精细化工实验等课程中引入接触角相关实验，增进学生对接触角概念的理解。     

光催化抗雾膜材料的制备及其亲水性研究

采用改进的Ｓｏｌ－Ｇｅｌ技术制备负载型复合光催化抗雾膜材料,ＡＥＳ和接触角测定等手段研究了膜厚度、热处理条件及光照条件等因素对材料亲水性的影响,光催化抗雾膜的亲水性受控于ＴｉＯ２的晶型和膜比表面,大比表面和高锐钛矿含量可降低膜对水的接触角,膜的厚度通过改变催化剂量和光利用率影响材料的亲水性。膜材料亲水性保持或恢复效果相当。     

超疏水性表面在冷凝条件下的润湿特性

采用测量接触角和观测偏光显微镜对超疏水表面在冷凝条件下的疏水特性进行了研究, 发现冷凝蒸汽进入超疏水表面的微凸起内冷凝, 表面的疏水特性被破坏, 表面的润湿特性变得不均匀, 部分区域甚至呈现亲水状态. 根据实验结果提出了冷凝条件下粗糙表面表观接触角的计算模型, 并使用冷凝条件下表面接触角的测量结果进行了验证.     

数字图像相关技术在应力应变测量中的发展与最新应用

在现代材料的应力应变测量中,数字图像相关测量法具有非接触、全场性、对实验条件要求低、精度高等优点,是一种有效、实用的应力应变测量方法,被广泛的应用于实验力学及其他学科领域。本文综述了数字图像相关技术在材料应力应变方面的发展;将数字图像相关技术与其它测量技术进行了比较;介绍了数字图像相关技术的系统结构与相关算法、搜索方法;最后列举了数字图像相关技术在材料应力应变中的最新应用和新产品。     

JY-82型接触角测定仪

JY-82型接触角测定仪的测量方式有液滴法、转落法、倾斜板法及悬滴法,一机多用,可用于测定板,膜和丝等不同形状的材料,这是国外进口仪器日本协和CA-A型(81年产品)所不具备的,属国内首创。     

十三氟辛基修饰的疏水有机-无机杂化二氧化硅膜孔结构、氢气分离及水热稳定性

采用1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)和十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)为前驱体,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备了十三氟辛基修饰的有机-无机杂化SiO2膜材料。利用接触角测量、红外光谱、动态光散射和N2吸附等测试技术分别对膜材料的疏水性、溶胶粒径和孔结构进行表征,并深入研究有支撑膜材料的氢气渗透、分离性能以及长期水热稳定性。结果表明,十三氟辛基修饰后的膜材料由亲水性变成了疏水性,当nPFOTES/nBTESE=0.6时膜材料对水的接触角达到(110.4±0.4)°,膜材料还保持微孔结构,孔径分布在0.5~0.8 nm。氢气在修饰后的膜材料中的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,氢气的渗透率达到8.5×10-7mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/CO2,H2/CO和H2/SF6的理想分离系数分别为5.49,5.90和18.36,均高于相应的Knudsen扩散分离因子。在250℃且水蒸气物质的量分数为5%水热环境下陈化250 h,氢气渗透率和H2/CO2的理想分离系数基本保持不变,膜材料具有良好的水热稳定性。     

表面修饰的有机-无机杂化微孔SiO2膜的制备及氢气分离性能

采用苯基三乙氧基硅烷(PTES)和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为前驱体, 通过溶胶-凝胶法制备了苯基修饰的有机-无机杂化SiO2 膜材料. 通过N2吸附、视频光学接触角测量、热重分析和红外光谱对膜材料的孔结构和疏水性能进行了表征, 并深入研究了膜材料的氢气渗透和分离性能. 结果表明, 修饰后的膜材料具有微孔结构, 孔径集中分布在0.4~0.6 nm. 在温度为40 ℃, 湿度为70%~80%的水热环境下陈化30 d后, 膜材料仍保持微孔结构. 苯基修饰后膜材料具有疏水性, 当n(PTES)/n(BTESE)=0.6时, 膜材料对水的接触角达到(125±0.4)°. 氢气在膜材料中的输运遵循活化扩散机理, 300 ℃时, 膜材料的H2渗透率达到8.71×10-7mol·m-2·Pa-1·s-1, H2/CO2的理想分离系数达到5.53.     

超疏水固体表面的制作及形成机理的探讨——介绍一个新实验

以三棕榈酸甘油酯为原料,采用熔融-凝结法制备超疏水表面,对其形成机理进行了研究。采用接触角测量、差示扫描量热和扫描电镜等技术,对超疏水表面的形成过程进行了跟踪、监测和分析。     

疏水型SiO2光学增透膜的制备

以正硅酸乙酯（TEOS）为有机醇盐前驱体,采用溶胶-凝胶技术,通过酸/碱二步法控制实验条件,结合三甲基氯硅烷（TMCS）对胶粒表面的修饰过程,制备出结构可控的疏水型SiO2薄膜.采用椭偏仪、FTIR、接触角测试仪、SEM等对薄膜的折射率、红外特性、接触角以及表面形貌等进行了测量.研究结果表明,疏水型SiO2薄膜的折射率在1.33～1.18之间连续可调;SiO2胶粒表面的亲水性－OH中的H已部分被非活性－Si(CH3)3基团取代;接触角由表面未修饰膜的40°左右增加到表面修饰膜的120°左右.     

骨髓基质干细胞在等离子体处理PEGDA基凝胶表面的黏附和增殖

通过低温等离子体技术对聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)/甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)共聚物水凝胶生物材料进行表面改性,以骨髓基质干细胞(BMSc)为细胞模型,考察了细胞在等离子体表面改性前后的水凝胶材料的黏附和增值行为,材料的表面性能通过 X 射线光电子能谱、接触角和扫描电镜进行表征.研究结果表明,材料表面经氩等离...     

基于热模塑法制备HDPE仿生超疏水表面

研究了热模塑法在制备超疏水高密度聚乙烯(HDPE)膜中的应用。以高岭土增强的聚二甲基硅氧烷(PDMS)为软模板,采用热模塑技术,将荷叶表面的微结构信息复制到HDPE膜表面。接触角测量结果显示,10%掺杂量的PDMS软模板复制得到的HDPE膜表面,与水的接触角高达156°,呈现超疏水性。扫描电镜照片显示,PDMS软模板具有与荷叶表面互补的"负型结构",而HDPE膜表面则具有与荷叶类似的微米—纳米复合粗糙结构。此法无需溶剂,可推广制备其它热塑性高聚物的超疏水表面。     

以砂纸为模板制作聚合物超疏水表面

报道了一种聚合物材料超疏水表面的简便制备方法. 以不同型号的金相砂纸为模板, 通过浇注成型或热压成型技术, 在聚合物表面形成不同粗糙度的结构. 接触角实验结果证明, 聚合物表面与水的接触角随着所用砂纸模板粗糙度的增加而加大, 其中粒度号为W7和W5砂纸制作的表面与水的接触角可超过150°, 显示出超疏水性质. 多种聚合物使用砂纸为模均可制备不同粗糙度及超疏水的表面, 本征接触角对复制表面浸润性的影响从Wenzel态到Cassie态而变小. 扫描电镜结果表明, 不规则形状的砂纸磨料颗粒构成了超疏水所需要的微纳米结构的模板.     

高分子表面动态行为与接触角时间依赖性

利用躺滴法(sessile drop)动态连续跟踪测量模式研究聚合物水的接触角随时间变化. 结果表明各种聚合物的接触角都随时间迅速降低, 最后达到一恒定值即平衡接触角. 各聚合物都具有其特有的起始接触角和平衡接触角. 同时利用Wilhelmy片技术对相应聚合物的动态接触角进行研究. 并通过研究经表面氧化处理含聚丁二烯嵌段共聚物的起始接触角、平衡接触角、前进接触角与后退接触角的变化, 探索躺滴法测定接触角过程中时间依赖性的成因及起始接触角和平衡接触角的意义. 结果发现聚合物样品的前进接触角(θ_a)与起始接触角(θ_s), 后退接触角(θ_r)与平衡接触角(θ_e), Wilhelmy片法测得的接触角滞后值(θ_a-θ_r)与起始接触角和平衡接触角的差值 (θ_s-θ_e)之间都有较好的线性关系. 由此表明, 接触角的时间依赖性主要是由于水滴与聚合物接触后其表面发生重构引起. 起始接触角(θ_s)与平衡接触角(θ_e)则分别与聚合物表面疏水性组分和亲水性组分相关. 这一结果不仅证实了这二种接触角测定方法之间的相关性, 为接触角时间依赖性问题的理论解释提供实验证据, 而且也为高分子表面动态行为研究提供新的实验手段.     

梯度接触角表面的构建与应用

梯度接触角是梯度表面张力的反映,固体表面的润湿性由表面化学组成和表面微观形貌共同决定。通过表面化学组成和表面微观形貌的梯度化,可制备接触角变化范围不同的梯度接触角表面。本文综述了梯度接触角表面在液滴移动、微流体流动和生物吸附等领域中的应用。梯度接触角表面具有的不平衡杨氏力是促进液滴移动的主要原因,而表面所产生的接触角滞后则阻碍液滴移动;在生物学领域,梯度接触角表面会造成蛋白质和细胞选择性吸附或黏附。最后,简要探讨了梯度接触角表面存在的问题和发展方向。     

辉光放电电解等离子体处理制备铁基表面超疏水材料

利用辉光放电电解等离子体技术对铁基底表面进行活化,经硬脂酸修饰,得到铁基底超疏水性材料。 考察了放电电压、放电时间、Na2SO4浓度以及硬脂酸乙醇溶液浓度对铁基超疏水表面性能的影响。 用接触角仪、X射线光电子能谱、红外光谱和扫描电子显微镜测试技术对铁表面的浸润性、表面元素组成结构以及表面形貌进行了表征和分析。 结果表明,经修饰的铁基底表面具有良好的疏水性,其水接触角高达154°,滚动角小于5°,且具有良好的稳定性。     

多孔二氧化钛薄膜涂层的制备和双亲性质研究

二氧化钛因其具有光催化等性能而备受关注 [1] .其薄膜材料在紫外光的照射下 ,能产生活泼自由基 ,自由基能分解有机化合物 ,具有杀菌和自清洁作用 ;同时在紫外光照射时也能诱导材料产生超双亲特性 (油或水在其表面的接触角为 0°) ,赋予材料许多重要的应用 [2～ 4 ] .但二氧化钛薄膜材料表面的超双亲特性在停止紫外光照射后逐渐变弱 ,接触角也随放置时间的增加而增加 [5] .因此需要制备一种不需紫外光照射就具有永久双亲性能的薄膜涂层 .近期的研究表明 ,一些具有孔结构的薄膜涂层具有永久的双亲性能 ,该性能是由涂层本身的多孔性和平均孔尺…     

硅氧烷表面改性聚醚酯聚酰亚胺的研究

通过两种方法。即将γ-氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷和对氨基苯甲酸酯封端的聚(四亚甲基)醚与均苯四甲酸二酐共缩聚,和将两种预制的聚酰胺酸溶液共混,合成了一组硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺材料。ESCA能谱和表面水接触角测量研究材料的表面性质发现,硅氧烷在材料表面富集,对聚醚酯聚酰亚胺材料具有显著的表面改性作用,硅氧烷改性的聚醚酯聚酰亚胺,其热稳定性能和气体透过性能有一定程度的提高,但抗张强度和介电性能有所降低。