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關于材料的親水性和疏水性測量

發布時間:2022-06-20 點擊次數:3842

  什么叫疏水性疏水接觸角又稱憎水接觸角,非極性分子對無親和力的特征,非極性分子物質溶于水或溶解度極小,所構成的固體表面不易被水所潤濕等,都屬于疏水性。在化學里,疏水性指的是一個分子疏水物與水互相排斥的物理性質。疏水性分子偏向于非極性,并因此較會溶解在中性和非極性溶液,疏水性分子在水里通常會聚成一團,而水在疏水性溶液的表面時則會形成一個很大的接觸角而成水滴狀。

  舉例來說疏水性分子包含有烷烴,油,脂肪和多數含有油脂的物質。疏水性通常也可以稱為親水性。根據熱力學的理論,物質會尋求存在于最低能量的狀態,而關鍵便是個可以減少化學能的辦法。水是極性物質,并因此可以在內部形成氫鍵,這使得它有許多獨特的性質,但是,因為疏水物不是電子極化性的,它們無法開成氫鍵,所以水會對疏水物產生排斥,而使水本身可以互相形成氫健,這即是導致疏水作用。

  超疏水性物質,如荷葉,具有極難被水沾濕的表面,其水在其表面的接觸角超過150度,滑動角小于20度。氣體環繞的固體表面的液滴,接觸角是由液體在三相交點外的夾角。接觸角是靜態測量疏水性的方法,接觸角滯后和滑動角則對疏水性的動態測量法。接觸角滯后是一種鑒定表面異質性的現象。當移注液器將液體注到固體表面時,液體就會形成一定的接觸角,隨著注入液體的增加,液滴的體積會隨之增加,接觸角也會變大,但三相邊界會保持固定直到液體突然溢出,在液體溢出前瞬間的接觸角被稱不前進接觸角,后退接觸角可以通過將液體從液滴中吸出來測量,隨著液體被吸出,液滴的體積減少,接觸角也減少,但三相邊界同樣保持固定直到被完全吸回,在液體被吸回瞬間的接觸角被稱為后退接觸角。

  前進接觸角和后退接觸角之間的差異就是接觸角滯后,它被用來鑒定表面的異質性,粗糙性和運動性。非同質的表面會有能夠阻礙接觸線的區域,滑動角是另一種動態測量疏水性的方法,在固體表面放置一個液點,傾斜表面知道液滴開始滑動,此時的傾斜角即為滾動角。


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