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《表面微結(jié)構(gòu)與溶液性質(zhì)對(duì)潤(rùn)濕性的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、南京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文表面微結(jié)構(gòu)與溶液性質(zhì)對(duì)潤(rùn)濕性的影響姓名：陳穎申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：陸小華；王昌松；馮新200706摘要潤(rùn)濕性作為固體材料表面的一個(gè)重要性質(zhì)，一直以來都受到人們的廣泛關(guān)注。超疏水作為潤(rùn)濕性的一種特殊形式更由于其獨(dú)特的性質(zhì)而受到重視。影響潤(rùn)濕性的因素有兩個(gè)：(1)表面化學(xué)性質(zhì)；(2)表面微結(jié)構(gòu)。其中，表面微結(jié)構(gòu)對(duì)于超疏水來說更為重要。對(duì)于純水在超疏水表面的潤(rùn)濕性與表面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系已經(jīng)有了大量的研究，但是僅通過純水溶液潤(rùn)濕性與表面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系很難對(duì)工業(yè)中具有不同表面張力的混合溶液在粗糙表面上的潤(rùn)
2、濕性進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，本文研究不同表面張力的混合溶液的潤(rùn)濕性與表面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系，建立適用的新模型。引入表面結(jié)構(gòu)特征參數(shù)和溶液表面張力作為模型參數(shù)，并通過接觸角測(cè)量和液滴受力分析，研究表面張力與微結(jié)構(gòu)對(duì)潤(rùn)濕性的影響。本文分別以具有不規(guī)則拳R糙結(jié)構(gòu)的有機(jī)表面(粗糙聚四氟乙烯(PTFE)涂層)以及無機(jī)表面(改性的陽極氧化鋁模板和金屬絲網(wǎng)．Ti02膜)為基體，采用添加表面活性劑以及不同體積比的乙醇／水混合獲得具有不同表面張力的溶液。通過引入新的參數(shù)對(duì)表面結(jié)構(gòu)，溶液性質(zhì)對(duì)潤(rùn)濕性的影響進(jìn)行定量計(jì)算，結(jié)果表明：通過比較表面活性劑溶液和與其表面張力相
3、近的有機(jī)溶劑的接觸角發(fā)現(xiàn)，當(dāng)表面張力大于40mN／m時(shí)，兩者在粗糙PTFE涂層上的潤(rùn)濕行為相似；而表面張力小于40mN／m時(shí)，表面活性劑溶液不能潤(rùn)濕粗糙的超疏水PTFE涂層，但具有相似表面張力的有機(jī)溶劑可以潤(rùn)濕涂層表面。研究表明：主要是由于表面活性劑分子的吸附導(dǎo)致溶液不能進(jìn)入表面微結(jié)構(gòu)，空氣分率始終維持在O．5以上，溶液不能潤(rùn)濕表面。利用掃描電子顯微鏡(SEM)分析，將PTFE粗糙表面上的條紋狀結(jié)構(gòu)和乳突狀結(jié)構(gòu)模型化為兩個(gè)特征參數(shù)，研究表面微結(jié)構(gòu)以及溶液表面張力對(duì)混合溶液潤(rùn)濕性的協(xié)同影響。建立模型，采用特征參數(shù)以及溶液的表面張力計(jì)算
4、液滴的受力情況，并進(jìn)行比較。該模型成功預(yù)測(cè)了不同表面張力的乙醇／水溶液在具有不同尺度的微結(jié)構(gòu)表面上潤(rùn)濕行為的變化。模型預(yù)測(cè)的潤(rùn)濕形式的轉(zhuǎn)變點(diǎn)與試驗(yàn)值相吻合，均約為28mN／m。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)表面張力大于28mN／m時(shí)，混合溶摘要液只潤(rùn)濕對(duì)空氣分率貢獻(xiàn)較小的條紋狀結(jié)構(gòu)，空氣分率下降約12．5％，此時(shí)溶液在涂層上的接觸角大于1200，涂層表現(xiàn)為憎液性；當(dāng)表面張力小于28mN／m時(shí)，溶液潤(rùn)濕對(duì)空氣分率貢獻(xiàn)較大的乳突狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致空氣分率急速下降85％，溶液在涂層上的接觸角小于90。，此時(shí)涂層表現(xiàn)為親液性。為了進(jìn)一步驗(yàn)證模型的普適性，采用乙
5、醇／水混合溶液在十八烷基三氯硅烷(OTS)改性的陽極氧化鋁和涂覆二氧化鈦(Ti02)薄膜的金屬絲網(wǎng)為基體的粗糙表面上進(jìn)行研究，采用結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算并與試驗(yàn)結(jié)果相比較。結(jié)果表明，本模型同樣適用于預(yù)測(cè)具有規(guī)則或非規(guī)則微結(jié)構(gòu)的無機(jī)物質(zhì)表面上混合溶液的潤(rùn)濕行為。綜上所述，本文將粗糙表面的結(jié)構(gòu)參數(shù)和混合溶液的表面張力作為新的變量引入對(duì)混合溶液潤(rùn)濕性的預(yù)測(cè)，成功地預(yù)測(cè)了乙醇／水溶液在低表面能有機(jī)PTFE表面、改性后的無機(jī)陽極氧化鋁模板和涂覆Ti02膜的金屬絲網(wǎng)上的潤(rùn)濕行為。該模型對(duì)進(jìn)一步研究混合溶液在粗糙表面的潤(rùn)濕行為和實(shí)際應(yīng)用將有所幫助。關(guān)鍵
6、詞潤(rùn)濕性表面微結(jié)構(gòu)乙醇／水聚四氟乙烯陽極氧化鋁表面改性n碩士學(xué)位論文ABSTRACTThe、Ⅳe似bilityofsolidmaterialis觚抽1portantpropertythath嬲陀ceiVedconsiderableimerests．W宅ttabilityisgoVemedbybomthechemicalcompositionaIldmegeometricalStructureofsolidsurf-aCes．Superhydrophobici劬嬲aSpecial、Ⅳettingfo肌，h嬲attractedagrea
7、tdealofresearches．AsapromisingsurfIaceuSedinindustrialare釓merehi勰beenenomousstudiesontllerelatiorlSMpbetv怡entllewettingpropertyofsuperhydrophobicsurfIaCeaIldt11egeometricaLls仇lcture，Whjchismoreinlportantforsuperhydrophobicsurfke．HoweVer，nlesolutionusedintheseresearchis
8、mainlymepurewaterwmchmal(estlleobt越nedoutComesuIlSuit；ableformixedsolutio鵬．1’llerelationshipbetwcenmemixedsolutiollSw
