資源描述：
《論文綜述--材料表面的接觸角研究.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文綜述學(xué)院—輕工學(xué)院專業(yè)印刷工程導(dǎo)師學(xué)生學(xué)號(hào)二O—五年三月二十五日1.1研究目的和意義本課題的研究H的在于討論以往的研究者們利用光滑接觸角具有穩(wěn)恒特征的事實(shí)以及觸角的局部量特性來獲取接觸線附近的三相作用勢(shì)，以此為建立接觸角的關(guān)系式的一些實(shí)驗(yàn)方法。并進(jìn)一?步結(jié)合接觸角滯后現(xiàn)象討論界面張力與滯后角之間的關(guān)系，找出作用域范圍，并II了解他們利用其結(jié)論處理的一些表面粗糙度、表面多相化學(xué)組分的問題。通過探討材料表面結(jié)構(gòu)（分布方式，結(jié)構(gòu)尺寸，表面粗糙度等），來了解材料表面的潤(rùn)濕性，并得出材料表面自潔功能與表面結(jié)構(gòu)的關(guān)系。潤(rùn)濕性（又稱浸潤(rùn)性，Wet
2、tability）是固體表面的一個(gè)重要特征，影響固體表面潤(rùn)濕性的因索主要包括兩個(gè)方面：一是組成固體表面物質(zhì)的化學(xué)組成（即構(gòu)成固體表面的都是有什么化學(xué)組分構(gòu)成的）；二是固體表面的幾何構(gòu)形（如材料表面的粗糙程度）。另外，外場(chǎng)如光、電、磁、熱等對(duì)固體表面的潤(rùn)濕性也有很大的影響。當(dāng)固體表面自由能低吋，疏水性增強(qiáng),反之親水性增強(qiáng)。然而，具有最低表面能的平滑固體表面與水的接觸角最犬只有119。。而表面自由能是材料固有的特征，當(dāng)材料確定時(shí)，表面自由能也就確定。因此為了得到更好的親水或疏水效果，改變表面粗糙度以及表面尺寸從而改變材料表面的自由能就變得尤為重要。在現(xiàn)實(shí)?；钚。?/p>
3、自清潔仿牛材料有著廣泛的應(yīng)用。例如，在玻璃上涂上一層薄的、透明的疏水自清潔仿牛材料，使這種玻璃可在雨水的作用下自清潔，而不留下任何痕跡，據(jù)此開發(fā)的仿牛產(chǎn)站將具有廣闊的市場(chǎng)前景;還可以用它做成家庭花園桌椅貼面,使桌椅面任憑風(fēng)吹雨打仍舊清潔異新；此外，還可用于紡織、印刷、太陽能板、交通標(biāo)牌甚至房上瓦片；再者可以根據(jù)葉表面氣孔的非光滑微結(jié)構(gòu)，開發(fā)出各種自潔、透光性好、無液滴的仿牛自潔農(nóng)膜，由此帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀寧喬等⑴，用照相機(jī)捕捉到的液滴灰度圖像，運(yùn)用牛頓■拉夫遜法、龍格■庫塔法、坐標(biāo)輪換法等多種數(shù)值方法，對(duì)
4、液滴的邊界進(jìn)行擬合，尋求最優(yōu)的輪廓擬合點(diǎn)，分析求取液滴的表面張力、接觸角、體積等物理參數(shù)，這種方法在操作上減少了人為誤差,但需要大量的優(yōu)化來推導(dǎo)出近似解。王娟等［2】采用Wilhelmy吊片法測(cè)量劍麻纖維與水的接觸角，通過劍麻纖維接觸角測(cè)試恒定段后退線與前進(jìn)線的差值除去劍麻纖維小空結(jié)構(gòu)芯吸液體的質(zhì)量，分析前進(jìn)角測(cè)試曲線計(jì)算前進(jìn)接觸角。閔琪等⑶根據(jù)Wilhclmy吊片法原理測(cè)量了流體的表而張力及其在固體表而的動(dòng)態(tài)接觸角，并與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，體現(xiàn)了較好的一致性。李斌等人⑷在對(duì)聚內(nèi)烯表面PNIPAAm接枝膜的溫度響應(yīng)性與表面特性研究時(shí)，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了液滴在非交聯(lián)型P
5、NIPAAm接枝膜的接觸角是隨著吋間的變化而下降的，最終達(dá)到一定值，其屮在25°C時(shí)，非交聯(lián)型PNIPAAm接枝膜的聚內(nèi)烯表而的接觸角達(dá)到平衡的時(shí)間人約需要lOOso李斌認(rèn)為這種引起這種變化的原因是水對(duì)接枝層的潤(rùn)濕作用。王新平等⑶對(duì)水在聚苯乙烯、聚丁二烯及聚苯乙烯聚丁二烯嵌段共聚物接觸角進(jìn)行研究，同樣也得到了相似的規(guī)律，但是發(fā)現(xiàn)了各聚合物表面的接觸角達(dá)到平衡的吋間明顯要比Z前的研究學(xué)者的長(zhǎng)，其屮聚苯乙烯達(dá)到平衡的時(shí)間大概為500so通過他們的研究,他們找出了接觸角對(duì)時(shí)間的依賴性的原因，是因?yàn)樵谝后w接觸固體以后,為了使體系界面能降低，聚合物屮的親水性組分移動(dòng)到
6、了聚合物的表面造成的。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀Bateni等⑸采用口動(dòng)多項(xiàng)擬合算法APF(auto-matedpolynomialfit)測(cè)接觸角，這種方法與測(cè)角法相似，不需要流體性質(zhì)的參數(shù)，而且APF法消除了由于操作者的不同而引起的誤差。Stalder⑹提出了Snake-based法來準(zhǔn)確測(cè)定接觸點(diǎn)和接觸角的方法。該方法在推導(dǎo)吋沒有對(duì)液滴的形狀作出假設(shè)，因此它可以用于球形液滴，也可以用于非軸對(duì)稱液滴、傾斜基材上的液滴和投影后的液滴等的分析。Dingle⑺等采用有限元法(finiteelementmethodFEM)處理液滴外形數(shù)據(jù),測(cè)量接觸角。Yang等⑻借
7、助計(jì)算機(jī)、照相機(jī)和圖像處理器，采用一種測(cè)量的0/2的值的方法，通過對(duì)液休的密度和表面張力的校止來測(cè)量接觸角。實(shí)際屮測(cè)量靜態(tài)前進(jìn)角和后退角應(yīng)用更多的是通過微量注射器往液滴屮注入或抽出少量液體，待達(dá)到平衡后測(cè)量接觸角(通常在加液和抽液后10s內(nèi))，重復(fù)丄面程序，如果連續(xù)兩次測(cè)量的角相同，即為前進(jìn)角或后退角。測(cè)量吋注射器針尖應(yīng)留在液滴內(nèi)部，雖然這樣會(huì)引起針尖附近發(fā)牛毛細(xì)現(xiàn)象以及整個(gè)表面的變形，但不會(huì)改變接觸角。這是因?yàn)榻佑|角由界面張力決定,在接觸線附近彎月面的形狀兒乎不受遠(yuǎn)離接觸線液面形狀變化的影響(最好選用稍大的液滴或針尖小的注射器)。近年來，Oliver等切提
8、出從液滴下部注入或抽出液體的方法，Neumann實(shí)驗(yàn)
