表（界）面张力测定方法的进展

近年来，由于计算机技术和成像技术的迅猛发展，以滴外形法，尤其以悬滴法研究表（界）面现象成为一个热点。本文综述了测定表（界）面张力和表面压的方法，着重介绍了悬（躺）滴法的最新研究进展。     

超疏水聚硅氧烷涂层的制备及其性能

采用溶胶-凝胶法,以甲基三乙氧基硅烷(MTES)为有机硅前驱体,通过酸-碱催化水解-缩合得到聚有机硅氧烷凝胶,经浸涂-提拉成膜技术在玻璃表面制备超疏水聚硅氧烷涂层。通过红外光谱(FT-IR)、水接触角(WCA)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等分析技术对涂层进行了结构表征、疏水性测试和表面形貌观察。结果表明,涂层内部形成带有甲基和残余硅羟基基团的网络结构。当n(MTES)∶n(EtOH)∶n(H2O)分别为1∶35∶8和1∶45∶8时,在室温制备的涂层对水的接触角可分别高达160°和162°,滚动角均低至7°,并且涂层在250℃以下的热处理过程中,其疏水性基本保持不变。FE-SEM观察证实了涂层表面分布着许多孔径为0.5～1.0μm的微孔和粒径为50～100 nm的纳米颗粒聚集体,具有微-纳米尺寸相结合的双重结构。此外涂层还具有较高的透明性、对腐蚀性液体具有超疏水性。研制得到的超疏水涂层有望用于玻璃、织物、金属和塑料等基底表面作为保护和防腐蚀涂膜。     

纳米粒子构建表面的超疏水性能实验研究

采用疏水纳米粉体压片法和岩心吸附法构建了具有微纳米结构的表面,测试了这些表面的接触角,拍摄了水滴在吸附纳米粒子的岩石表面的滚动过程照片,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)检测了表面的微结构.实验结果表明：无机纳米粒子经弱疏水性材料修饰后,其表面润湿性由强亲水变为强疏水;疏水纳米粒子吸附表面的接触角均大于120°,滚动角约7°,显示出超疏水特性;SEM照片显示,这些超疏水表面是具有不规则微纳米结构的气固复合面,符合Cassie-Baxter的复合表面模型. 关键词： 超疏水 纳米粒子 微纳米结构表面 接触角     

倾斜均质表面上等径水滴聚合过程的可视化实验

对倾斜均匀表面上等直径水滴的聚合过程及特性进行了可视化实验研究,获得了水滴直径和表面倾角等参数对液滴聚合过程中液滴液桥半径、接触角和接触线变化特性的影响,分析了水滴聚合对其运动的影响.实验结果表明:表面倾角越大,下滑的临界半径越小;液滴的直径越大,液滴聚合后越容易下滑;液滴聚合可以加快液滴的运动,使下滑临界半径减小.     

超疏水聚合物表面的水滴蒸发模拟

基于质量守恒和Fick第一定律，模拟了水滴在超疏水聚合物表面的蒸发全过程．研究从以往的接触角<90±扩展到>150±，液滴形貌扩展为椭球球帽模型进行疏水表面蒸发模拟．水滴在超疏水PC和FPU/PMMA表面蒸发的实验结果显示，计算的椭球球帽模型可以更好的反映出液滴接触角和高度的变化情况，并且不同聚合物表面接触角的相同变化趋势也揭示出微-纳二级结构表面结构不仅影响液滴接触角，也影响液滴蒸发模式．     

含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜表面性质

采用XPS和界面张力仪分别测定了含氟丙烯酸酯聚合物乳胶膜表面的组成及水在其表面的动态接触角, 并用状态逼近方程模型计算了含氟聚合物乳胶膜的表面张力, 考察了温度对乳胶膜润湿性的影响. 结果表明, 含氟聚合物乳胶膜表层较深处的F 1s信号强度比近表面要弱, 乳胶膜表面张力随表面氟原子浓度增加在一定程度上呈现线性下降；含氟侧链(Rf)较长(碳原子数n＞6)的含氟聚合物, 其表面张力随Rf单元含量增加而下降的趋势显著高于Rf较短(n≤6)的含氟聚合物, 而水在含氟聚合物乳胶膜表面上的后退接触角θr随n增大出现急剧上升, n≥10 时, θr值几乎恒定不再随n增大而改变. 此外, 参与共聚的非氟丙烯酸酯酯基碳链较短时, 水在共聚物乳胶膜表面的θr随氟单元含量增加而增加的趋势更显著；温度超过40 ℃后, 水对聚合物乳胶膜的润湿性随温度上升略有改善.     

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.     

超疏水涂膜的研究进展

超疏水涂膜以其独特的性能，在国防、工农业生产和日常生活中有着广泛的应用前景。但目前的制备技术制约了其在建筑外墙涂料等大型设施方面的应用。探索如何采用简单有效的方法构造和调控涂膜的双微观结构，从而获得性能持久优异的超疏水性涂膜，并有效应用于生产和生活的各个方面是这一领域研究的最终目标。本文就超疏水材料表面理论的发展和近几年来超疏水膜制备技术取得的新成果进行了概括，并指出制备超疏水涂膜存在的问题和发展方向。利用表面能极低的含氟材料，将溶胶－凝胶、相分离技术和自组装梯度功能等技术有机结合，获得适宜的表面粗糙度和微观构造，是实现超疏水涂膜工业化生产的可行途径。     

含氟丙烯酸酯共聚物表面性能的稳定化研究

为提高传统含氟丙烯酸酯乳胶膜表面性能的稳定性,以γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷(MPS)作为可交联单体,采用细乳液聚合法合成了MPS改性的含氟丙烯酸酯共聚物,利用DLS、TEM、IR对聚合物进行表征,研究了MPS对合成乳液的稳定性、涂膜性能和膜表面接触角稳定性的影响。结果表明,细乳液聚合法适合用于对水敏感单体的聚合,合成的纯丙烯酸酯乳胶为球形结构,平均粒径为92 nm,而氟丙乳胶和含3%MPS的含硅氟丙乳胶形成了典型的核壳结构,平均粒径分别增大至107 nm和103 nm,含硅氟丙聚合物中存在Si-O-Si的交联结构。涂膜性能测试表明,MPS的引入增加了共聚物膜的硬度、耐溶剂性和耐水性。接触角测试表明,随MPS用量的增加,乳胶膜对水的初始接触角和动态接触角随时间的降低值均呈先增大后减小的趋势,共聚体系中加入适量MPS,通过含氟链段与MPS链段的协同作用,可显著提高涂膜表面性能的稳定性。     

甲基丙烯酸全氟烷基代乙酯对天然橡胶乳液辐射改性研究

天然橡胶的性能与其组成中的C C双键有密切关系,由于C C双键的存在,为天然橡胶的改性提供了便利,大多数天然橡胶的改性方法,如氯化、氢氯化、环化、环氧化、接枝共聚等皆是建立在这一思路基础上的.White等[1]认为接枝天然橡胶的目的是提高天然橡胶的机械强度,赋予特殊的功能.作