CN112666050B - 一种功能表面亲水性能测试装置及表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种功能表面亲水性能测试装置及表征方法，包括定量液滴仪、气泡水平仪和试样台，试样台设置在底部，四周用调平螺母固定，导管安装在定量液滴仪上，所述定量液滴仪设置在试样台的侧端，导管与定量液滴仪相连，导管滴嘴位于疏水涂层正上方1‑2cm处，所述气泡水平仪设置在试样的侧面，并所述定量液滴仪用于向试样上滴加水。在加工表面的区域涂上变色试剂，在未加工表面涂上相同属性的疏水涂层a和疏水涂层b,在试样加工表面的区域涂上变色试剂。本发明的有益效果为，具有设备搭建简单、成本低、操作简单、实验效率高等优点，并且不需要复杂的操作培训，易上手操作。测量精度相对较好，能够达到科研要求。

Description

一种功能表面亲水性能测试装置及表征方法

技术领域

本发明涉及功能表面技术领域，具体涉及一种功能表面亲水性能测试装置及表征方法。

背景技术

近年功能表面的亲水性成为当下研究的热点，但是目前采用的测量方法都是通过接触角来测量的，而接触角测量仪的价格都比较昂贵，有的甚至精度不高，无法达到测量效果。因此，需要一种简单易学的亲水性能测试装置以及方法，以用来解决上述问题。

发明内容

本发明提出了一种功能表面亲水性能测试装置，包括定量液滴仪、气泡水平仪和试样台，其特征在于，试样台设置在底部，四周用调平螺母固定，导管安装在定量液滴仪上，所述定量液滴仪设置在试样台的侧端，并与试样台保持水平，试样设置在试样台的正中间，导管与定量液滴仪相连，导管滴嘴位于疏水涂层正上方1-2cm处，所述气泡水平仪设置在试样的上面，并所述定量液滴仪用于向试样上滴水。

进一步改进在于，试样包括加工表面和未加工表面，加工表面设置在中间，未加工表面分布在加工表面两侧。

进一步改进在于，加工表面设置为0.2cm×1.5cm 的长方形，其余为未加工表面。

进一步改进在于，所述定量液滴仪的液滴精度为0.5μL。

进一步改进在于，加工表面具有规则阵列形貌特征，未加工表面涂上同种属性的疏水涂层a和疏水涂层b。

本方案还解决一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、 将试样放在试样台上，气泡水平仪放在试样上面；

二、 调节试样台四周的四个调平螺母，直到气泡位于气泡水平仪的正中间部位；

三、 在加工表面区域涂上变色试剂；

四、 在未加工表面涂上相同属性的疏水涂层a和疏水涂层b；

五、 定量液滴仪开始向加工表面滴入等量的10μL水滴，并且定量液滴仪靠近试样，防止液滴飞溅；

六、 从定量液滴仪开始滴水时开始计时，由于加工表面亲水的作用，水滴滴入加工表面开始流动，到水滴接触到加工表面区域开始变色，停止计时，并记录下时间；

七、 处理试样并重复步骤1-6若干次，记录实验数据，并取平均值。

进一步改进在于，在步骤六中，液滴滴在试样表面时受到疏水表面的挤压以及亲水表面的吸引力向亲水区流动，经过等长距离后遇到变色试剂变色，可以方便直观的记录所需要的时间。

本发明相对于现有技术，其有益效果为：具有设备搭建简单、成本低、操作简单及实验效率高等优点，并且不需要复杂的操作培训，易上手操作；测量精度相对较好，能够达到科研要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是亲水测试试样加工表面与非加工表面结构示意图；

图3是接触角和时间趋势对比图;

其中，1-定量液滴仪，2-导管，3-调平螺母，4-试样台，5-试样，6-气泡水平仪，7-加工表面区域，8-疏水涂层a，9-疏水涂层b，10-加工表面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，说明书中给出了本发明的较佳实施例。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，结合附图1，一种功能表面亲水性能测试装置，包括定量液滴仪1、气泡水平仪6和试样台4，试样台4设置在底部，四周用调平螺母3固定，导管2与定量液滴仪1相连，所述定量液滴仪1设置在试样台4的侧端，并与试样台4保持水平，试样5设置在试样台4的正中间，所述气泡水平仪6设置在试样5的侧面，并所述定量液滴仪1用于向试样5上滴加水。试样5包括加工表面10和未加工表面，加工表面10设置在中间，未加工表面分布在加工表面10两侧。加工表面10设置为0.2cm×1.5cm的长方形，其余为未加工表面，所述定量液滴仪1的精度为0.5μL，加工表面10具有规则阵列形貌特征，未加工表面涂上同种属性的疏水涂层a8和疏水涂层b9。加工表面区域7涂上变色试剂。

结合附图2，一种功能表面亲水性能表征方法，包括如下步骤：

一、 将试样5放在试样台4上，使试样5和气泡水平仪6保持一致的水平度；

二、 调节试样台4四周的四个调平螺母3，直到气泡位于气泡水平仪6的正中间部位；

三、 在加工表面区域7涂上变色试剂；

四、 在未加工表面涂上相同属性的疏水涂层a8和疏水涂层b9；

五、 定量液滴仪1开始向加工表面10滴入等量的10μL水滴，并且定量液滴仪1靠近试样5，防止液滴飞溅；

六、 从定量液滴仪1开始滴水时开始计时，由于加工表面10亲水的作用，水滴滴入加工表面开始流动，到水滴接触到加工表面区域7时，停止计时，并记录下时间；

七、 处理试样并重复步骤1-6若干次，记录实验数据，并取平均值。

在步骤六中，液滴滴在试样5表面时受到疏水表面的挤压以及亲水表面的吸引力向亲水区流动，经过等长距离后遇到加工表面10上的加工表面区域7时变色，可以方便直观的记录所需要的时间。

使用时，当等量的水滴滴在疏水涂层区时，由于加工表面的亲水作用及疏水涂层的排斥力，水滴会向亲水区流动，取等长的1.5cm处，涂上变色试剂，水滴流经1.5cm接触到变色试剂变色所需要的时间即为其亲水性能的表征值。

以上仅为本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，采用功能表面亲水性能测试装置测量，

功能表面亲水性能测试装置包括：定量液滴仪（1）、气泡水平仪（6）、加工表面区域（7）和试样台（4），试样台（4）设置在底部，四周用调平螺母（3）固定，导管（2）安装在定量液滴仪（1）上，所述定量液滴仪（1）设置在试样台（4）的侧端，导管（2）与定量液滴仪（1）相连，试样（5）设置在试样台（4）的正中间，所述气泡水平仪（6）设置在试样（5）的侧面，定量液滴仪（1）用于向试样（5）上滴加水；试样（5）包括加工表面（10）和未加工表面，加工表面（10）设置在中间，未加工表面分布在加工表面（10）两侧；

表征方法包括如下步骤：

步骤1：将试样（5）放在试样台（4）上，气泡水平仪（6）放在试样（5）上面；

步骤2：调节试样台（4）四周的四个调平螺母（3），直到气泡位于气泡水平仪（6）的正中间部位；

步骤3：在加工表面区域（7）涂上变色试剂；

步骤4：在未加工表面涂上相同属性的疏水涂层a（8）和疏水涂层b（9）；

步骤5：定量液滴仪（1）开始向加工表面（10）滴入等量的10μL水滴，并且定量液滴仪（1）靠近试样（5），防止液滴飞溅；

步骤6：从定量液滴仪（1）开始滴水时开始计时，到水滴接触到加工表面区域（7）开始变色，停止计时，并记录下时间；

步骤7：处理试样并重复上述1-6步骤若干次，记录实验数据，并取平均值。

2.根据权利要求1所述的一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，在步骤6中，液滴滴在试样（5）表面时受到疏水表面的疏水作用以及亲水表面的吸引力向亲水区流动，经过等长距离后遇到加工表面区域（7）时开始变色。

3.根据权利要求1所述的一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，加工表面（10）设置为0.2cm×1.5cm 的长方形。

4.根据权利要求1所述的一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，所述定量液滴仪（1）的精度为0.5μL。

5.根据权利要求1所述的一种功能表面亲水性能表征方法，其特征在于，加工表面（10）具有规则阵列形貌特征，未加工表面涂上同种属性的疏水涂层a（8）和疏水涂层b（9）。

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