超疏水性能测定
超疏水现象及应用
利用化学气相沉积法在石英基底上制备了各种图案结构的阵列碳纳米管膜, 结 果表明 , 水在这些膜表面的接触角都大于 160° , 滚动角都小于 5° , 纳米结构 与微米结构在表面的阶层排列被认为是产生这种高接触角、低滚动角的原因。
利用 CVD法得到的阵列碳纳米管膜的 SEM照片: ( a,b).蜂房结构 (不同放大倍数 ) ,
结构。
模板法
复制模塑技术制备仿生超疏水表面 的操作示意图
2.等离子体法
• 等离子体：是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后 产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于 宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四 态。
• 等离子体法原理：利用等离子体对表面进行处理，获得粗 糙结构 ，从而得到超疏水性的材料表面。
荷叶表面双微观结构模型
• 通过实验测试，水滴在荷叶表面的接触角和滚动角分别为 161.0°±2.7º和2º。这使得荷叶具有了很好的自清洁能力。
• 从上面模型可看出：由于荷叶双微观结构的存在，大量空气储存在 这些微小的凹凸之间，使得水珠只与荷叶表面乳突上面的蜡质晶体 毛茸相接触，显著减小了水珠与固体表面的接触面积，扩大了水珠 与空气的界面，因此液滴不会自动扩展，而保持其球体状，这就是 荷叶表面具有超疏水性的原因所在。
的黏附及由此带来的对针尖的污染； – 防水和防污处理； – ………
沙漠集水 器
轮船船底涂料
轮船底部的低表面能防污涂料
海洋生物会在 船底板生长， 增加船底粗糙 度。
超疏水性自清洁涂料 防冰雪涂料
超疏水材料的应用
• 新型超疏水材料的应用将十分广泛：
– 沙漠集水； – 远洋轮船船底涂料，可以达到防污、防腐的效果； – 室外天线上，建筑玻璃，汽车、飞机挡风玻璃上，可以防
超疏水材料的润湿性能
超疏水材料的润湿性能超疏水材料是一种新型材料，具有出色的润湿性能。
润湿性能是衡量材料表面与液体之间相互作用的重要指标。
超疏水材料的润湿性能得到了广泛的关注和研究。
本文将从润湿的基本原理、超疏水材料的制备方法以及应用前景等方面，探讨超疏水材料的润湿性能。
润湿是指液体在固体表面上的展开程度。
根据展开的程度，可以将润湿分为完全润湿、不完全润湿和不润湿三种状态。
润湿性能主要取决于固液相互作用力、表面形貌以及表面能等因素。
而超疏水材料则是通过合理设计表面结构和改善表面性质，使材料具有极低的液体接触角，从而呈现出超疏水性质。
超疏水材料的制备方法有很多种，其中常见的方法包括化学改性、纳米改性和激光刻蚀等。
通过表面化学改性，可以改变材料的表面能，从而提高材料的润湿性能。
纳米改性则是在材料表面上引入纳米结构，增加表面积，从而增强液体与材料的相互作用力，提高润湿性能。
激光刻蚀是一种先进的制备方法，可以通过控制激光参数和刻蚀方式，在材料表面形成微纳米结构，从而实现超疏水性质。
超疏水材料在许多领域具有广阔的应用前景。
在生物医学领域，超疏水材料可以应用于人工器官的制备和医药领域的药物传输。
由于超疏水材料表面能低、液体接触角大，可以降低液体与材料的接触面积，减少液体在材料表面的摩擦，从而降低材料磨损和生物组织的损伤。
在环境保护领域，超疏水材料可以应用于油污水的处理和油水分离。
由于超疏水材料对水具有极低的润湿性，可以实现水与油的分离，为油污水的处理提供了新的途径。
在能源领域，超疏水材料可以应用于太阳能电池和节能建筑等方面。
由于超疏水材料表面能低，可以减少太阳能电池表面的反射损失，提高电池的光吸收效率。
在节能建筑方面，超疏水材料可以应用于建筑材料的涂层，实现材料表面的自洁能力，减少清洁维护成本。
总之，超疏水材料具有出色的润湿性能，通过合理设计表面结构和改善表面性质，可以实现极低的液体接触角。
超疏水材料的制备方法有很多种，包括化学改性、纳米改性和激光刻蚀等。
疏水测试标准
疏水测试标准
疏水测试是一种用于评估材料表面疏水性能的实验方法。
根据不同的应用领域和要求，疏水测试标准也有所不同。
以下是常见的几个疏水测试标准：
1. ASTM D7334/D7334M-13：这个标准是用于评估疏水材料表面的接触角测量方法。
它描述了一种实验方法，使用水滴在材料表面形成接触角以评估材料的疏水性能。
2. ASTM F1110-14：这个标准是用于评估疏水防护装置的测试方法。
它包括了多种实验方法，例如接触角测量、碗倾倒测试等，以评估疏水防护装置在不同环境条件下的性能。
3. DIN 55660-2：这是德国标准化组织制定的一项测试标准，
用于评估建筑材料的疏水性能。
它包括了水滴接触角测量、雾滴测试等实验方法，以评估材料在不同使用条件下的疏水性能。
4. ISO 13004：这个标准是国际标准化组织制定的一项测试标准，用于评估疏水涂层的性能。
它包括了接触角测量、油灰测试等实验方法，以评估疏水涂层在不同应用环境下的性能。
当进行疏水性能测试时，可以根据具体应用需求选择合适的标准进行测试，并根据测试结果评估材料或涂层的疏水性能。
超疏水状态的润湿转变与稳定性测试
Ｎｏ ｖｅ ｍｂ ｅ ｒ
Ａ ｅ ｔ ａ Ｐ ． 一 Ｃ ｈ ｉ ｍ． Ｓ ｉ ｎ ． ２ ０ １ ３ ， ２ ９（ １ １ ） ， ２ ４ ５ ９ — ２ ４ ６ ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ８ ６ ６ ／ Ｐ ＫＵ． Ｗ ＨＸＢ２ ０ １ ３ １ ０ ０ ８ １
免水侵入到材料表面微 结构内部是实现这些特性 的基础 ． 本文在水 下超疏水 界面 全反射的基础上， 结合真 空技
术， 提 出了一种 连续 、 直观 的测 试方法来测试 超疏水状态 的稳定性 ， 并研 究了 Ｃ ａ ｓ ｓ ｉ ｅ — Ｗｅ ｎ ｚ ｅ ｌ 润 湿过渡行 为及
其临界压力． 实验结果表 明： 对 于 典 型 的 柱 状 微 凸起 结 构 ， Ｃ ａ ｓ ｓ ｉ ｅ ． Ｗｅ ｎ ｚ ｅ ｌ 润 湿 转 变 过 程 可 分 为 四个 阶段 ： 非 润
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｓｕ ｐ ｅ ｒ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｂ ｉ ｃ Ｓ Ｕ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ ｓ ｅ ｘ ｈ ｉ ｂ ｉ ｔ ｓ ｅ ｌ ｆ － ｃ ｌ ｅ ａ ｎｉ ｎ ｇ， ｗａ ｔ ｅ卜ｒ ｅ ｐ ｅ Ｉ ｌ ｅ ｎ ｃ ｙ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ｔ ｉ — ｓ ｔ ｉ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ，
ＨＵＡＮＧ Ｊ ｉ ａ ｎ ． Ｙｅ Ｗ ＡＮＧ Ｆ ｅ ｎ ｇ ． Ｈｕ ｉ ＺＨＡＯ Ｘｉ ａｎ ｇ ＺＨＡＮＧ Ｋ ａ ｉ
（ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＭｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ， Ｎｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎＰ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘｉ ＇ ａ ｎ ７ １ ０ １ ２ ９ ， Ｓ ｈ ａ ｒ ｔ ｒ ｉ Ｐ ｒ ｏ ｖ ＆ｃ ｅ ， Ｒ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
疏水和超疏水表面以及液滴的特性研究
疏水和超疏水表面以及液滴的特性研究疏水和超疏水表面自从被发现以来，一直引起学术界的广泛关注和研究。
它们与液滴特性密切相关，影响着我们生活和工业生产中的许多方面。
本文将重点论述疏水和超疏水表面的定义、特性和应用，以及液滴在它们上面的行为。
一、疏水和超疏水表面的定义和特性疏水和超疏水表面是一种能够使水珠在表面滑动或者迅速滚落的表面。
疏水表面的接触角通常大于90°，也就是说水珠在平面上的接触面积很小，而对于超疏水表面，接触角通常大于150°，水珠在表面上的接触点几乎为零。
这种特殊的性质与表面的微观结构密切相关。
疏水表面通常具有结构规则的微米和纳米级别的凹凸结构，如微柱、微球、微刺等，这些结构能够使水珠无法在表面上形成平坦的接触，从而流体分子与表面之间的结合力无法克服流体流动的惯性而发生滚落。
相比之下，超疏水表面则是由纳米级别的凸起结构组成，这些结构将水珠高度限制在表面上，水珠几乎无法与表面产生联系，形成飞滑状态。
二、疏水和超疏水表面的应用1. 自清洁和自清洁材料疏水表面具有自清洁性，能够使尘埃、污垢和其他不洁之物很容易地滑落，而无需用清洁剂清洗。
因此，能够应用于自清洁玻璃、自清洁建筑等领域。
超疏水表面应用于材料科学中的自清洁材料、防水材料等方面。
2. 液滴控制技术利用疏水和超疏水表面与液滴之间的作用力的差异，可以实现液滴的精准控制。
例如，疏水表面可用于液滴传输、液滴分离、液滴操纵和液滴切割等技术。
3. 防水和防腐蚀疏水材料可以用于制作防水和防潮的包装材料，它完全能够防止水分的侵入和破坏。
超疏水材料具有抗腐蚀性和耐用性，并可以作为抗污染、防腐蚀等领域中的重要材料应用。
三、液滴在疏水和超疏水表面的行为液滴在疏水和超疏水表面上的行为可以描述为以下几种。
1. 附着行为：在一些不同结构的疏水和超疏水表面上，小液滴能够停留在表面上并完全不移动。
这种特点可以在制作液晶屏等控制液滴位置的技术中得到充分利用。
疏水测试标准
疏水测试标准
摘要：
1.疏水测试标准的定义
2.疏水测试的目的和意义
3.疏水测试的具体方法
4.疏水测试的应用领域
5.疏水测试的发展趋势
正文：
疏水测试标准是一种用于评估材料疏水性能的测试方法。
疏水是指材料对水分子的排斥程度，这种性能在许多领域都有重要的应用，如建筑、化工、航空等。
因此，疏水测试标准的制定和实施对于保证材料的质量和性能具有重要意义。
疏水测试的目的是为了检验材料在一定条件下是否能有效排斥水分子，以确保其在实际应用中具有良好的疏水性能。
疏水测试可以有效地提高材料的使用寿命，降低维护成本，同时还能提高材料的安全性能。
疏水测试的具体方法有很多种，常见的有接触角法、滑落法、浸润法等。
这些方法在操作过程中有各自的特点和优缺点，因此需要根据实际需求选择合适的测试方法。
疏水测试的应用领域广泛，涉及到建筑、化工、航空、能源等多个行业。
在建筑领域，疏水测试可以用于评估外墙涂料、防水材料等产品的性能；在化工领域，疏水测试可以用于评估催化剂、分离膜等产品的性能；在航空领域，
疏水测试可以用于评估飞机表面的疏水涂层等。
随着科技的不断发展，疏水测试标准也在不断完善和提高。
未来的疏水测试将更加注重测试方法的精确性和便捷性，以满足不断增长的需求。
同时，新型疏水材料的研发也将推动疏水测试标准的更新和升级。
总之，疏水测试标准对于保证材料的质量和性能具有重要意义。
超疏水性能测定
确定微米柱的高度
微米级结构可 以用SEM来观
AFM
三维立体的图像
察，也可以用 AFM来检测小米结构上的 纳米结构可以
SEM
平面图，有一定衬度
用AFM观察
（对样品表面
分辨率4nm
影响不大）
超疏水材料性能表征
• B 接触角测量
(a)静态接触角
接触角测量仪
通过自动拟合标出接触角 接触角越大 疏水性越好
• c Cassie-baxter • model
(c)
9.1.1 采购绩效评估的目的
• 确保采购目标之实现 • 提供改进绩效之依据 • 作为个人或部门奖惩之参考 • 协助人员甑选与训练 • 促进部门关系 • 提高人员的士气
9.1.2 采购绩效评估小组的组成
• 采购部门主管 • 财务部门 • 销售部门 • 生产主管部门或工程部门 • 供应商 • 专家顾问
超疏水材料的简介
• (1) 自然界中超疏水现 象
• 荷叶效应 蝉翼 • 微纳结构 纳米结构
• (2) 超疏水材料应用 • 室外天线 轮船 涂料 • 防腐蚀 抗结霜 自清洁
超疏水材料的简介
• (3) 超疏水理论模型
• a Young's equation
(a)
• b Wenzel model (b)
置于干净烧杯中 称重
放入充满 水蒸汽的 冰柜中
画出图像 比较结霜量
每隔半小时 取出称重
超疏水材料性能表征
• 抗霜冻性 定性分析 • 仪器 环境扫描电镜
样品涂覆硅油
固定在电镜冷 台上
抽真空 降温
缓慢升高 水蒸汽压力
分析结霜过程
水滴的分布规律 水滴形状尺寸 观察霜晶形成
超疏水材料的接触角测量
超疏水材料的接触角测量超疏水表面指难以被水润湿的表面，在这种表面上水滴难以铺展，水总是团聚在一起。
测量液滴和材料的接触角是评价材料表面润湿性的主要方法，超疏水材料的接触角甚至会大于150°。
为了全面的评价超疏水材料的润湿性，在实验中有必要测量液滴的前进角、后退角和滚动角等动态过程。
使用光学接触角测量仪测量接触角首先需要将液滴转移到材料表面，但是由于材料的超疏水特性，液滴总是粘附在注射针的顶端，很难转移到材料表面。
如果过分增大液滴的体积，利用重量把液滴转移下来，过大的液滴会增加准确测量接触角的难度。
有人不得不用手指轻弹注射针抖落液滴，这也不是规范的实验操作。
非接触式注液是目前解决这个问题的好方法。
非接触式注液是指通过注射器上的喷嘴，利用注射泵的脉冲推射液滴，使液滴直接落到材料表面上。
这种注液方式完全避免了液滴在注射针针头上的粘附，彻底解决了液滴转移的问题。
图1 非接触式注液（注射时间约200ms）在液体转移到材料表面之后，仪器会自动拍下一张清晰的照片。
为了准确的计算液滴的接触角，我们建议使用Laplace-Young算法。
因为在超疏水材料上的液滴接触角很大，呈现很好的轴对称性，在诸多接触角计算的模型中，Laplace-Young算法全面考虑到重力、密度等因素对液滴形状的影响，所以它是最为准确的测量水平的超疏水材料表面上液体接触角的计算方法。
图2 Laplace-Young法计算接触角为了全面的评价超疏水材料的润湿性，除了测量液滴在在水平的材料表面上的接触角之外，我们往往还要测量液滴在材料倾斜表面上的前进角、后退角、和滚动角。
使用自动倾斜台可以方便的完成这种测量。
这里需要注意到液滴处于倾斜表面上在重力作用下已经不再对称，所以Laplace-Young 法一般不再适用，此时需要使用能够对液滴表面分段拟合计算的一些专用方法，例如Truedrop 算法。
图3 倾斜台测量动态接触角和滚动角如果仪器没有配置自动倾斜台，那么可以考虑使用注液-吸液法测量前进角和后退角。
疏水测试标准
疏水测试标准在各个工程领域中，疏水测试是一项重要而必不可少的测试工作。
它用于检测材料的疏水性能，以确定其在不同环境下的性能表现。
为了保证测试结果的准确性和可比性，制定疏水测试标准是必要的。
本文将介绍疏水测试标准的制定原则、常见的测试方法以及测试结果的解读和应用。
一、疏水测试标准的制定原则制定疏水测试标准的目的是为了确保测试过程的科学性、准确性和可重复性。
以下是疏水测试标准的制定原则：1. 统一的测试方法：疏水测试标准应当明确规定测试所采用的方法和步骤，以确保不同实验室和不同测试人员之间的测试结果具有可比性。
2. 标准的测试环境：疏水测试应当在一致的环境条件下进行，例如温度、湿度等，以消除环境因素对测试结果的干扰。
3. 确定的测试参数：疏水测试标准应当规定测试所需的参数，如接触角、表面张力等，以确保测试结果的准确性和可重复性。
4. 重视工程实际：疏水测试标准应当充分考虑实际工程应用的需求，结合实际情况进行修订和完善。
二、常见的疏水测试方法疏水测试方法的选择取决于被测试材料的类型和应用场景。
以下介绍几种常见的疏水测试方法：1. 接触角测量法：这是一种常用的疏水测试方法，通过测量液滴在材料表面上的接触角来评估材料的疏水性能。
一般来说，接触角愈大，材料的疏水性能就越好。
2. 滴落实验法：这种方法一般用于测试材料对特定液体的疏水性能。
通过在材料表面滴落液滴，观察其在表面上的滑动情况和透明度，来评估材料的疏水性能。
3. 集液实验法：这种方法主要用于测试材料的自清洁性能。
通过在材料表面收集流经的液滴，观察液滴中的污染物含量，来评估材料的自清洁性能。
4. 浸润深度测量法：这种方法适用于测试材料的防水性能。
通过将材料浸入液体中，并测量液体浸润材料的深度，来评估材料的防水性能。
三、疏水测试结果的解读与应用疏水测试结果的解读和应用是疏水测试的重要环节。
以下是一些常见的解读和应用方式：1. 材料评级：根据疏水性能的测试结果，可以将材料分为不同的评级，从而帮助工程师选择最适合的材料用于特定环境下的应用。
疏水测试标准
疏水测试标准疏水测试是一种广泛应用于工程、制造和质量控制领域的测试方法，用于评估物体表面的疏水性能。
疏水测试标准旨在提供一套标准化的程序，确保测试结果的可靠性和可比性。
以下是一些常见的疏水测试标准及其相关信息：1. ASTM D724 - 表面张力测定法背景与目的：ASTM D724是由美国材料和试验协会（ASTM）制定的标准，旨在通过测定表面张力来评估液体在物体表面上的疏水性能。
该测试方法可适用于液体滴在平坦、非吸收性材料上的情况。
测试步骤：准备测试样品，确保表面清洁。
使用表面张力仪测定液体的表面张力。
将液体滴在测试样品上，观察其展开和滑落的特性。
根据观察结果和表面张力值，评估疏水性能。
应用领域：ASTM D724常被用于评估防水材料、涂层和其他表面处理的疏水性能。
2. ASTM D7334 - 涂层和印刷油墨的液滴浸润法背景与目的：ASTM D7334标准是为了评估涂层和印刷油墨的液滴浸润性而设计的。
通过这一测试，可以确定液体在材料表面上的传播和浸润特性。
测试步骤：准备测试样品，确保其表面干燥和清洁。
将测试液体滴在样品表面，记录液体滴在表面的展开和浸润情况。
根据观察结果，评估涂层或印刷油墨的液滴浸润性。
应用领域：该标准主要应用于涂层、油墨和其他材料的疏水性评估，广泛用于印刷和包装行业。
3. ISO 27427 - 液体表面张力的测定背景与目的：ISO 27427是由国际标准化组织（ISO）发布的标准，用于测定液体的表面张力。
该标准提供了液体表面张力测定的一般方法，可用于疏水性能的评估。
测试步骤：使用表面张力仪测定液体的表面张力。
根据测定结果，评估液体的表面张力。
应用领域：ISO 27427标准适用于多种行业，包括化学、医疗、纺织和涂料等，用于评估不同液体的表面张力。
疏水测试标准在工业和科研领域中具有广泛的应用，能够为材料疏水性能的评估提供可靠的方法和依据。
选择适当的标准并按照标准操作程序执行测试，有助于确保测试结果的可比性和准确性。
超疏水表面的制备与性能研究
超疏水表面的制备与性能研究在当今科技不断发展的时代，超疏水表面因其独特的性能引起了广泛的关注和研究。
超疏水表面通常是指与水的接触角大于 150°，滚动角小于10°的表面。
这种表面具有自清洁、防腐蚀、抗结冰等优异性能，在许多领域都有着广阔的应用前景，如航空航天、建筑、生物医学等。
超疏水表面的制备方法多种多样，常见的有以下几种：化学刻蚀法是一种较为传统的制备方法。
通过使用强酸、强碱等化学试剂对材料表面进行刻蚀处理，从而形成微观粗糙结构。
例如，使用氢氟酸刻蚀硅表面，可以得到具有一定粗糙度的结构。
但这种方法往往存在环境污染和对材料本身性能可能造成损害的问题。
模板法是利用具有特定结构的模板来制备超疏水表面。
例如，以多孔氧化铝模板为基础，通过电沉积或化学沉积等方法在模板的孔隙中填充材料，然后去除模板，就可以得到具有规则微观结构的超疏水表面。
这种方法能够精确控制表面结构，但模板的制备和去除过程较为复杂。
溶胶凝胶法是一种制备超疏水涂层的常用方法。
将前驱体在溶液中进行水解和缩合反应，形成溶胶，然后通过涂覆、干燥等工艺在基底表面形成凝胶涂层。
通过调整反应条件和添加适当的改性剂，可以控制涂层的粗糙度和化学组成，从而实现超疏水性能。
另外，还有一些新兴的制备方法，如激光刻蚀法、等离子体处理法等。
激光刻蚀法利用激光的高能量对材料表面进行加工，能够快速、精确地制备出具有特定形貌的超疏水表面。
等离子体处理法则通过等离子体中的活性粒子与材料表面发生反应，改变表面的化学组成和粗糙度。
在超疏水表面的性能研究方面，其自清洁性能是一个重要的研究方向。
当水滴在超疏水表面上时，由于表面的低粘附性，水滴很容易滚落，并带走表面的污染物，从而实现自清洁效果。
这种自清洁性能在太阳能电池板、建筑外墙等领域具有很大的应用潜力，可以减少人工清洁的成本和工作量。
防腐蚀性能也是超疏水表面的一个显著特点。
由于水难以在超疏水表面停留和渗透，能够有效地阻止腐蚀介质与基底材料的接触，从而提高材料的耐腐蚀性能。
疏水气相法白炭黑的疏水性的常用测试方法
测试时消耗的甲醇越多，说明白炭黑的处理 程度越高，疏水性越好。
3、碳含量测定法
碳含量的测定原理：
用合适的催化剂覆盖装有样品的坩埚,将其 置于高频电感炉的氧气流中燃烧。碳燃烧产物通 过铂催化剂转化为二氧化碳，其浓度通过红外高 频硫碳分析仪的红外探测仪测定。
铂催化剂：适用于（400～450）℃条件下使 用，将一氧化碳转变为成二氧化碳。
红外高频硫碳分析仪：包含有一个合适的在 1800℃下操作的高频感应炉,一个清扫单元, 在 450℃进行的铂催化系统和一个红外检测系统。
实验室一般分析器皿。
分析步骤：
打开仪器，预热 30 分钟。打开钢瓶气源，使 减压阀压力为 0.4MPa 。称取参比样品（准确至 0.1mg）于坩埚中，覆盖适量的助熔剂和催化剂， 将其置于高频感应炉里，开始分析，与标准值对 照校准。按同样的方法测试样品。记录测定结果。
服务有机硅氟行业
开创信息传播新天地
表 1 气相法白炭黑表面改性前后的性能指标
牌号
表面改性剂
比表面积 (m2/g)
pH 值
水“溶”性
碳含量 (%)
甲醇值
HL-150
未改性
162
4.11
可“溶”
未测得
/
HL-200
未改性
201
4.21
可“溶”
未测得
/
HL-300
未改性
323
4.33
可“溶”
未测得
/
HB-615
经过表面改性处理过的白炭黑，外观上和没 处理前变化不大，仍然是白色细腻粉末状，可通 过以下几种方法大致判别何种是疏水的表面处理 产品：水溶法、甲醇值法、碳含量测定法、红外
一种测试水压作用下超疏水状态稳定性的设备及其测试方法[发明专利]
![一种测试水压作用下超疏水状态稳定性的设备及其测试方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/046337c8988fcc22bcd126fff705cc1755275f32.png)
专利名称：一种测试水压作用下超疏水状态稳定性的设备及其测试方法
专利类型：发明专利
发明人：葛张尚洁,黄泽杭,傅彦博,焦慧茹
申请号：CN202111501093.2
申请日：20211209
公开号：CN114279897A
公开日：
20220405
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种测试水压作用下超疏水状态稳定性的设备及其测试方法，包括：通过第一夹环与第二夹环能够对处于二者之间的超疏水层进行夹紧固定；通过不断拧紧的螺母使得第一夹环、第二夹环以及超疏水层能够牢固固定在导水管和引水管之间；通过水泵将储水箱内的水抽出，在测试的过程中通过电磁阀调节导水管内流体的水压，通过监测摄像头对超疏水层在不同水压下的状态进行监测；如果超疏水层在较高的水压下破损，水通过引水管流入至集水盒内进行收集。
本发明能够根据测试的需要对测试超疏水层的水压进行调整，且在测试的过程中还能够超疏水层在不同水压下的状态进行监测，方便检测人员对检测过程进行观察和记录。
申请人：葛张尚洁
地址：150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区文政街道和兴路26号东北林业大学第10学生公寓
国籍：CN
代理机构：武汉仁合利泰专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：别望望
更多信息请下载全文后查看。
2021超疏水性气凝胶粉体涂层制备与性能检测范文3
2021超疏水性气凝胶粉体涂层制备与性能检测范文 1引言 超疏水材料是指这种材料的表面对水的静态接触角在150°以上，对水为绝对疏水，且滚动角 < 20°[1]. 接触角越大，表面上的水珠就越圆，当接触角达到90°以上就称为疏水性表面，当接触角达到150°时，水珠就能在表面上滚动，从而达到超疏水的效果（也称为荷叶效应）[2].根据 Cassie-Baxiter[3]提出的状态理论，超疏水状态必须满足两个条件：（ 1）材料界面为疏水性表面（即接触角 >90°） ; （ 2）材料的表面必须有一定粗糙度微结构，以托起液滴，阻止因液滴接触到材料表面的底部而降低滚动角。
超疏水材料在很多领域都有很大的应用价值，主要利用其自清洁性、防腐蚀性和超疏水性等独特的表面性质[4].超疏水性涂层的研究始于1950 年[4],目前超疏水性表面的制备方法主要有以下两种途径：（ 1）直接采用疏水性的材料，并用物理或化学方法改变材料表面的粗糙度以及表面形貌[5]; （ 2）在粗糙的材料表面上进行疏水改性或者在其表面覆盖 1 层低表面能的疏水性物质[6].超疏水涂层制备方法主要有：升华物质微粒成孔法[7]、化学气相沉积法[8]、离子体处理法[9]、溶胶-凝胶法[10-11]等。
本文所用的气凝胶是以水玻璃为原料，采用微乳液法在常压干燥工艺下制得的粉体气凝胶，经三甲基氯硅烷（TMCS）表面疏水改性后溶于丙酮制成涂层。
通过将气凝胶涂层涂于混凝土表面，测试其疏水性和耐水性等，证明超疏水性气凝胶粉体涂层能达到保护无机建筑物不受污染物附着、雨水侵蚀的效果。
2实验 2.1 实验材料与试剂 本文采用的原材料包括水玻璃（模数 3. 30、SiO273. 08% 、Na2O24. 12% ） ,十六烷基三甲基溴化铵（ CTAB） ,三甲基氯硅烷（ TMCS） ,正丁醇，工业级煤油（密度 7. 58 g/mL） ,工业级氨水（ pH 值约为 12） ,无水乙醇，正己烷，732 钠型强酸性阳离子苯乙烯交换树脂，去离子水，丙酮。
超疏水纺织品自清洁性能测试方法的研究_张清山(1)
检验・科技Inspection & Sicence1 引言超疏水纺织品作为自清洁纺织品中的一类，它是通过各类拒水拒油整理剂对纺织品进行功能后整理，改变纤维的表面性能，使纤维的表面张力低于水、油的表面张力，使得水滴以及油污无法在织物表面铺展且可以轻易抖落，而且水滴在滑落的过程中还可带走织物表面原有的灰尘，从而达到纺织品自清洁的目的。
目前常用的是含氟类拒水拒油整理剂。
关于超疏水纺织品，目前评价其抵抗液体污物润湿性能的标准主要有GB/T 4745—1997《纺织织物表面抗湿性测定沾水试验》[1]、GB/T 19977—2005《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》[2]及FZ/T 24012—2010《拒水、拒油、抗污羊绒针织品》附录A[3]，其中拒油性及抗污性测试过程类似，均采取滴加液滴、评级的形式，而沾水试验则采取喷淋、评级的形式，这些标准中的测试方法虽然可以评价纺织品抵抗相应液滴润湿的能力，但是无法直观体现超疏水自清洁纺织品在液滴滑落过程中的沾污程度以及水滴滑落过程中带走织物表面原有污物的能力，本文通过自建测试标准体系对这一问题进行系统研究。
2 试验2.1 试样试验中选取了10个试样进行测试，其详细参数详见表1。
表1 试验试样的参数2.2 试剂三级水、食用醋、玉米油、炭黑（粒径小于40μm）、GB/T 19977—2005《纺织品拒油性抗碳氢化合物试验》中使用的标准油试液。
2.3 自建测试标准体系针对现有超疏水纺织品测试标准的不足，为了能够评价自清洁纺织品的自清洁性能，经参考相关纺织品测试标准，自建测试标准体系[4]如下：2.3.1 织物未经炭黑沾污处理参照GB/T 4745—1997，用试样夹持器夹紧试样，放超疏水纺织品自清洁性能测试方法的研究Study on the Self-Cleaning Performance Testing Method Of Super-Hydrophobic Textiles文/张清山摘要：本文运用炭黑的沾污性能，自建测试标准体系，应用于超疏水纺织品的自清洁性能的测定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(c)
超疏水材料的简介
• (4) 如何获得金属超疏水表面及本课题简介
a 用低表面能的物质修饰表面 b 固体表面进行表面改性处理
两种方法 同时用
超疏水材料的简介
• 本课题研究思光路刻并电镀
光刻法在Cu表面 制作微米结构
氨水浸泡 得到纳米结构
在其表面 修饰硅烷
（b）动态接触角（两种测量方法）
前进角 θR
θA
后退角
滚动角 α
α
接触角滞后 θA-θR
注入水至三相线移动 θA 抽出水至三相线移动 θR
接触角滞后越大，滚动角 越大，其粘附性越强，疏 水效果就相对越差
超疏水材料性能表征
• C 抗霜冻性 定量分析 • 仪器 冰柜
超疏水铝棒 疏水铝棒 普通铝棒
置于干净烧杯中 称重
• A 表面形貌表征 成分分析 • AFM TEM SEM EDS XRD
SEM
光刻并电镀 微米结构
EDS分析 表面成分
用氨水浸泡 纳米结构
AFM/SPM
优点：可以形成三维图像 缺点：扫描范围小 速度慢
AFM与SEM在本课题中应用比较
确定微米柱的高度
微米级结构可 以用SEM来观
AFM
三维立体的图像
察，也可以用 AFM来检测小
分辨率0.1nm
面积内的形貌。
扫描范围比较大
微米结构上的 纳米结构可以
SEM
平面图，有一定衬度
用AFM观察
（对样品表面
分辨率4nm
影响不大）
超疏水材料性能表征
• B 接触角测量
(a)静态接触角
接触角测量仪
通过自动拟合标出接触角 接触角越大 疏水性越好
超疏水材料性能表征
应用于 实际生产
将成熟的工艺 应用到铝基体表面
性能 测试
超疏水材料的简介
• 本课题目的 • 1. 得到制备工艺与表面粗糙结构的关系 • 2. 制备出抗霜冻性能比较好的超疏水表面
制作粗糙结构
• 在铜表面制作微米结 构
掩模板
激 光
光刻胶
电镀铜片来自检测微米孔 中的胶是否移干净
微纳结构
氨水浸泡
超疏水材料性能表征
放入充满 水蒸汽的 冰柜中
画出图像 比较结霜量
每隔半小时 取出称重
超疏水材料性能表征
• 抗霜冻性 定性分析 • 仪器 环境扫描电镜
样品涂覆硅油
固定在电镜冷 台上
抽真空 降温
缓慢升高 水蒸汽压力
分析结霜过程
水滴的分布规律 水滴形状尺寸 观察霜晶形成
方法改进
结霜定量分析
称量不准确
仿照TG方法
一般方法存在的 问题
超疏水材料的性能分析技术
吴春晓 111635
超疏水材料的性能分析
1. 超疏水材料的简介 2. 超疏水材料性能表征
ClickA表to 面ad形d 貌Tit表le 征 B接触角的测量 C抗霜冻性测量
超疏水材料简介
• (1) 自然界中的超疏水现象 • (2) 超疏水材料的应用 • (3) 超疏水理论模型 • (4) 如何制作超疏水表面及本课题简介
解决办法
仪器改装
通入蒸汽 加装蒸汽装置
改装成 冷冻室
• 微米级的乳突之间覆 盖纳米级的蜡晶。这
种微纳二次结构不仅 减少了固液接触面积, 而且也使得表面与污 染物的接触面积较少, 作用力较弱;液滴滚动 时,表面的污染物很容 易被带走
超疏水材料的简介
• (1) 自然界中超疏水现 象
• 荷叶效应 蝉翼 • 微纳结构 纳米结构
• (2) 超疏水材料应用 • 室外天线 轮船 涂料 • 防腐蚀 抗结霜 自清洁
超疏水材料的简介
• (3) 超疏水理论模型
• a Young's equation
(a)
• b Wenzel model (b)