亲水性表面应用

2023-09-27

当液滴接触到材料表面时,有不同的表现方式。它可以完全分散在表面上、从表面上滚落或者作为液滴停留在材料表面。根据液滴的形状,更准确地说,液滴在表面上的角度被称为亲水或疏水。这些词来自于希腊语,Hydro-代表水,-philic来自philos这个词,意思是爱。因此,亲水表面被认为是“爱水"的,使液滴在材料表面上扩散。从生物医学设备到海洋工程等许多不同的应用都需要亲水表面特性。


• 材料表面为何亲水

表面的亲水性由可与水滴相互作用的官能团决定的。亲水性官能团包括羟基、羰基、羧基、氨基、磷酸基等。多种材料(玻璃或者陶瓷)本质上都是亲水的,但可以通过不同类型的表面处理使表面亲水。例如等离子体处理常用于使聚合物表面亲水,至少暂时亲水。


• 需要亲水性的应用案例

在涂覆涂层时或在粘合工艺之前,通常需要亲水性。这是因为涂层配方在填充可能存在空腔的亲水表面上扩散得更好。需要对表面进行适当的润湿(即配方的铺展),以实现涂层和基材之间的良好附着力。


亲水性表面特性在生物医学应用中通常是,因为它们可以防止蛋白质吸附并提高导尿管的润湿性。


防污表面不仅在生物应用中非常重要,而且在海洋工程中也非常重要,因为它们可以防止微生物聚集。薄薄的水层形成屏障,防止或延迟微生物的附着。


防雾表面是另一个选择亲水表面的例子。防雾表面可防止在需要良好能见度的应用中起雾,例如挡风玻璃或游泳镜。


• 亲水性可以通过水接触角来测量

如前面讨论的,当水滴在材料上扩散时,表面被称为亲水性。表面亲水程度可以通过接触角测量来确定。如果接触角低于90度则称为亲水表面。如果接触角低于5度,则表面完全润湿,称为超亲水。



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