疏水性

水接触角测量仪是一种用于测量液体在固体表面上的接触角的仪器。它的工作原理基于Young-Laplace方程和表面张力的概念。当液体与固体表面接触时，它们之间存在三个界面：液体-气体界面、固体-气体界面和液体-固体界面。根据Young-Laplace方程，液体与固体界面上的接触角θ可以由以下公式计算：cosθ = (γsv - γsl) / γlv其中，γsv是固体-气体界面的表面张力，γsl是液体-固体界面的表面张力，γlv是液体-气体界面的表面张力。水接触角测量仪通常使用一块固体样品作为底座，涂覆待测试液体（如水）在其表面上，并通过图像处理或测量方法来测量液滴在固体表面上的形状。基于这些测量数据，可以计算出接触角θ。材料的亲水性和疏水性是描述固体表面与液体之间相互作用的性质。亲水性是指固体表面与水之间的相互作用性质。如果液滴在固体表面上能够形成较小的接触角（小于90度），则表明该固体具有较好的亲水性。这意味着液体能够在固体表面上迅速展开并与其紧密接触。疏水性是指固体表面与水之间的相互作用性质。如果液滴在固体表面上形成较大的接触角（大于90度），则表明该固体具有较好的疏水性。这意味着液体在固体表面上难以展开，形成球状或滴状，与固体表面接触较少。

长期以来，在疏水性聚合物分析领域，通常使用示差折光检测器进行 GPC 分析。如果包含微量的主成分聚合物添加剂，因为其具有紫外吸收，所以有时使用 UV 检测器或光电二极管阵列（PDA）检测器，以高灵敏度检测这些微量成分。通过联用示差折光检测器与 UV检测器，可同时分析主成分与微量添加剂，计算聚合物的分子量分布，并且可确认微量成分的 UV 光谱，以进行定性和定量分析。 岛津新一体化高效液相色谱仪 Prominence-i 可连接是差折光检测器 RID-20A。柱温箱内可安装 3 根 30cm 用于 GPC 分析的色谱柱，因此也支持需要使用长色谱柱的应用程序。本文介绍了使用 Prominence-I GPC 系统对聚苯乙稀进行 GPC 分析的示例。使用新一体化高效液相色谱仪 Prominence-i, 通过联用示差折光检测器与 UV 检测器，可计算聚苯乙烯的分子量分布，并且 可确认微量成分的 UV 光谱，进行定性和定量分析。 岛津新一体化高效液相色谱仪 Prominence-i 了解详情，敬请点击《使用Prominence-i GPC 系统测定疏水性聚合物中的添加剂》关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国 设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理 商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进 的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。

KRÜ SS于1796年诞生于德国汉堡，是表面科学仪器领域的全球领导品牌。先后研发了世界上第一台商用全自动表面张力仪和第一台全自动接触角测量仪，荣获多次国际工业设计大奖和德国中小企业最具创新能力TOP100荣誉。其它产品还包括各类动态表面张力仪、泡沫分析仪、界面流变仪和墨滴形状分析仪等。KRÜ SS研究背景天然木材内因含有羟基等亲水基团，导致其吸水后产生膨胀、开裂、腐朽、变形等问题。一些环境因素，如湿度和酸雨，严重影响木材的耐用性和使用性能，对木制品造成损坏。将仿生疏水概念引入木材表面改良领域，在构建疏水表面的同时也赋予木材自清洁、耐化学性等特性，可提高木材在恶劣条件下的稳定性和耐久性，延长木材的使用寿命。本研究选择人工林杨木来制备疏水表面，通过自组装在木材表面构建TA-Fe III复合涂层，利用TA-Fe III复合涂层的高粘附性和二次反应活性将Ag+还原为Ag纳米颗粒沉积在木材表面，设计构建了物理化学特性稳固型木材疏水表面，并对其表面形貌结构、接触角及疏水表面的稳固性进行测试表征。 疏水木材的制备过程实验方法与仪器：本文采用KRÜ SS DSA25接触角分析仪DSA25S接触角分析仪图片结果与讨论1.接触角测试如图1所示，处理前后木材表面接触角的变化。未改性木材表面的接触角为52.0°，这是由于木材表面的有大量亲水基团和丰富的孔隙结构，使木材表现出较强的亲水性，随着接触时间延长，接触角迅速下降，水滴很快渗入到木材中。经过疏水处理的木材试样，在180s内均保持在138.0°以上，表现出了优异的疏水性能。随着自组装次数的增加，TA-Fe III/木材试件的接触角从138.2°增加到了143.7°，TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。在相同的处理次数下，TA-Fe III/Ag/木材试件的接触角高于TA-Fe III/木材试件，证明Ag纳米颗粒在木材表面沉积构建了良好的表面粗糙度，使得木材表面疏水性能得到明显提高。图1 木材改性前后的接触角2.化学耐久性测试疏水木材表面的耐化学性是影响疏水表面的重要因素。研究表明，强酸、强碱、有机溶剂浸泡等恶劣环境下都会影响疏水木材的疏水效果，使得木材表面接触角降低，逐渐丧失疏水性能。将疏水木材分别浸没于不同的化学试剂中 ( pH=2. 0的HCI溶液，pH=12. 0的NaOH溶液，正己烷，丙酮，乙醇，DMF) 中24h，在紫外光照射以及用开水煮沸后，疏水木材接触角均高于135. 0°（图2) ，说明在恶劣环境下，疏水木材依然可以具有优异的稳定性和耐久性。将疏水木材进行超声清洗，木材表面的接触角几乎无变化，证明疏水涂层和木材间有稳固的粘合性能。以上结果证明，所制备的疏水木材即使在恶劣、严苛的条件下，也可以保持良好的疏水性，也证明了该疏水涂层的化学耐久性和环境稳定性。 图2 疏水木材耐化学性测试结论本研究基于TA-Fe Ⅲ多次自组装在木材表面构建疏水表面，在温和、环保且不会破坏试件本身的条件下，将涂层完全覆盖于基材表面。多次自组装和利用复合涂层二次反应活性还原Ag+粒子、接枝疏水长链，可以使得木材表面被涂层完全覆盖，并逐步完善木材表面的粗糙度，使得木材表面具有更加优异的疏水性能。随着自组装次数的增加，TA-Fe III /木材试件的接触角从138. 2°增加到了143.7°，TA-Fe III/Ag /木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°。此外，构建的仿生疏水表面具有优异的化学耐久性和环境稳定性，即使在经过恶劣环境后，疏水木材接触角均高于135.0°，依然可以保持优异的疏水性能。参考文献[1]傅敏,李明剑,何文清等.基于TA-Fe~Ⅲ还原Ag离子构建木材疏水表面[J].化学研究与应用,2023,35(01):75-82.