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聚酯类高分子是亲水的还是疏水的

123334455565 2018-12-02 22:27:03 338  浏览
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低场核磁表征材料表面能与亲水疏水关系

低场核磁表征材料表面能与亲水疏水关系

材料表面的亲水疏水性质实质上是表面分子与水之间的固/液界面相互作用自由能,物质的表面能参数可以成为衡量其表面亲水/疏水性质的重要判据。

材料表面能越大,越容易被润湿;液体表面张力越小,越容易润湿材料;液体表面张力和材料表面能的极性色散部分比例越接近越好。

在水基环境中,亲水材料较疏水材料有较低的界面能,也就是固体与水之间的界面能。只有两者界面能低,才能保证两者有大的接触面积,表现为水在固体表面铺展,即润湿;相反,若两者界面能高,则两者倾向于有小的接触面积,表现为不润湿。

目前对于高分子在水溶液中的亲疏水转变主要采用紫外分光光度计法、荧光分光光度计法、动态光散射法和圆二色谱法。这些方法都不能从高分子与水分子相互作用的角度对其亲疏水转变进行动态监测和研究。

低场核磁表征材料表面能与亲水疏水关系基本原理:

低场磁共振技术能够通过水分子的弛豫时间有效表征水分子与高分子的结合能力(亲疏水性)。低场磁共振检测方法,无需对测试样品添加其他化学试剂和复杂前处理,检测过的样品还可用于重复检测以确定仪器的重复性和稳定性,也可以采用其他方法检测,达到多种方法互相验证的效果。

2022-06-21 09:12:59 297 0
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超亲水材料与超疏水材料的微观动态变化和平衡接触角的演变

荷叶(Lotus effect)具有非常好的超疏水性,因而,在取得ZH的平衡接触角时,出现了明显的弹跳效果。且如果疏水角度越大,弹跳的高度越高。且从效果影像中可以看出,此时的滚动角度非常小,水滴很容易滚动。

而这些均是我们长期研究中,我们仅仅注意了荷叶的表面结构以及平衡态的接触角值(平衡态的接触角值仅仅表征了部分性质)。在测试过程中,我们也发现由于荷叶的超疏水性,水滴从针头转移到荷叶表面会相对比较困难。目前美国科诺提供了全世界Z细的27号聚四氟乙烯针头以及34号不锈钢针头,液滴转移时量为4-5uL左右。由于滚动角(roll-off angle)非常小,所以,水滴停留的地方通常是表面有瑕疵的位置或边缘,此时的平衡接触角值意义不大。

由下面的影像我们认为,从高速的角度考虑才是最合理的方案,表征超疏水效果会比一般平衡接触角值的表征会更有意义。且,在接触角以及界面能量的分析中,我们采用了在Young-lapalace方程拟合中增加能量(重力加速度等势能与动能的考虑),提出了世界ling先技术的ADSA-HS技术,从而为我们进一步探究仿生材料提供了更好的分析技术。


2、我们对比实验了一组普通材料的水滴滴向表面的效果,其在平衡接触角形成前的动态效果如下所示。

很明显的看出,此时的弹跳效果不明显,这是由于固体表面自由能大于液滴弹跳的作用能量。且我们非常容易得到结论,固体表面能越大,其向上延展的高度就越低。


(1)空调器用超亲水铝箔的动态接触角演变过程。ZH平衡接触角值为3度以内。

(2)实验室用载玻片接触角演变影像。

(3)不锈钢表面平衡态接触角前的动态演变影像。

(4)聚四氟乙烯表面平衡态接触角前的动态演变影像

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