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疏水疏油理论:润湿角度解读其基础原理

2026-01-12 11:54:34来源:鑫盛洋 关键词:面料润湿性阅读量:14

导读:润湿性作为固体表面的重要特性之一,所涉及的基材润湿,乃是水、油等液滴于其表面瞬间铺展的过程。
  润湿性作为固体表面的重要特性之一,所涉及的基材润湿,乃是水、油等液滴于其表面瞬间铺展的过程。而这一润湿过程的难易程度,与基材的表面结构息息相关。润湿现象于自然界中俯拾皆是。譬如,被雨水润湿的衣物、雨后荷叶上盈盈滚动的水珠,以及炒锅上流淌的食用油等,皆是润湿现象的生动体现。
 
  与之截然相反的是疏水、疏油特性。当水、油在基材表面无法瞬间渗开,而是以水珠、油珠的形态于其表面滚动时,便呈现出不润湿的状态。此时,液体对基材表面的粘附力小于其自身的内聚力。基材的疏水、疏油效果可借助接触角予以表征。通常而言,接触角越大,其疏水、疏油性能便越为优异。液滴在基材表面的具体情形,可参见下图。
 
  接触角,以θ表示,可被用以评判界面张力的大小。同时,它也是评定基材表面疏水、疏油性能优劣的一项至关重要的指标。杨氏方程阐明了气固、气液、液固界面张力与接触角之间的内在关联性,其具体表达式详见下式。
 
  由上式能够推知,浸润程度会随着接触角θ的减小而递增,相应地,疏水、疏油能力则渐趋减弱。一般来说,θ = 90°是判定润湿与否的临界值。当θ = 0 时,意味着基材表面实现了完全浸润;当θ < 90°时,基材局部易于被浸润,此情形下的表面被称作亲液表面;当 90° < θ < 150°时,液滴无法对基材进行浸润,这样的表面被定义为疏液表面。尤其值得关注的是,当 150° < θ < 180°时,基材展现出极难被浸润的特性,此类表面被称为超疏液表面;当θ = 180°时,液滴会呈现出完美的圆球状,这代表着完全不浸润的状态,属于理想情形。
 
  然而但是,杨氏方程仅适用于理想状态,实际应用中,接触角θ并非单一数值,分为前进角、后退角及滚动角,前进与后退角间的差称作接触角滞后,具体详见下图。
 
  从上图能够推断出,后退角θr 越大,液滴越容易脱落,这表明该基材具备出色的疏水、疏油性能。
 
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    • 科普:面料透湿性和透气性的概念简介

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      面料透湿性透气性
      2026-01-12 11:51:41
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