【摘 要】
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随着社会发展,对生物医学材料相容性、透明陶瓷光学特性、纤维织物抗油去污、合金表面改性、颜料合成、农药喷雾等实际应用中的要求逐渐提高,润湿行为的研究具有重要的研究价值。但如A12O3等表面水雾的吸附、聚合物织物的污渍防水、工业润滑用油的匮乏和污染大等问题却限制了其使用。本文采用改良的座滴法在常温和半密闭的环境中,研究了水、甘油、蓖麻油3种液体在PMMA、PTFE、PVC、玻璃、不锈钢基板的润湿行为,
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随着社会发展,对生物医学材料相容性、透明陶瓷光学特性、纤维织物抗油去污、合金表面改性、颜料合成、农药喷雾等实际应用中的要求逐渐提高,润湿行为的研究具有重要的研究价值。但如A12O3等表面水雾的吸附、聚合物织物的污渍防水、工业润滑用油的匮乏和污染大等问题却限制了其使用。本文采用改良的座滴法在常温和半密闭的环境中,研究了水、甘油、蓖麻油3种液体在PMMA、PTFE、PVC、玻璃、不锈钢基板的润湿行为,进一步从晶体取向不同的角度研究了单晶α-Al2O3（<0001>、<11-20>、<10-10>、<1-102>）和多晶Al2O3基板上的润湿行为的差异。利用ImageJ软件测量了接触角,采用ZDY法等理论方程计算了固体表面能与界面能。获得的主要结果如下:（1）在低表面能聚合物基板PMMA、PTFE、PVC上水、甘油、蓖麻油的接触角分别在108.6～80.1、96.5～75.5、63.9～55.0°之间。接触角随着自由蒸发时间的延长而减小,表面张力的减小有助减小接触角。但基板表面基团的差异对润湿行为也有影响,接触角是液体种类和基板表面特性共同作用的结果。而自由蒸发使液滴由Cassie向Wenzel润湿模式的转变是一个不稳定的过程,并且受多个因素的扰动,在过渡过程中具有多个平衡态,并不总是处在预期中的最低能量状态。（2）在高表面能玻璃、不锈钢基板上水、甘油、蓖麻油的接触角分别在78.3～59.2、70.7～52.8、44.8～39.3°范围内,基板的高表面能有助于改善润湿性,但受三相钉扎和表面能中极性分量占比产生“大”的接触角。（3）单晶α-Al2O3晶体取向影响润湿行为,尤其是<0001>取向。水、甘油、蓖麻油在<0001>、<11-20>、<10-10>、<1-102>取向上的接触角分别在 68.3～33.4、87.9～44.4、84.2～34.1、87.9～42.6°之间,不同取向上界面结合强度、铺展平衡时间、固/液界面能变化速率也存在差异。多晶Al2O3上有利于液体铺展。确认了<0001>取向基板表面为Al原子,其余取向为O原子,润湿行为与固/液分子间相互作用有关。
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