更新时间:2025-11-03
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在玻璃镀膜剂的研发过程中,接触角测量仪是一个不可huo缺的核心表征工具,它直接、定量地反映了镀膜剂性能的优劣。通过精确测量水滴在玻璃表面的接触角,工程师可以量化评估镀膜的疏水效果及其均匀性。汽车玻璃、建筑幕墙和手机屏幕等领域,通过镀膜技术改变玻璃表面接触角,已不仅是为了美观,更是为了提升产品性能和使用寿命。
一、接触角测量的目的
玻璃镀膜剂(如防水、防雾、防污、易清洁镀膜)的核心功能是改变玻璃表面的界面性质。这些性质无法直接用肉眼观察,但通过接触角可以精确量化。疏水性/亲水性,这是最直接的应用。水接触角越大,表面越疏水(防水);接触角越小,表面越亲水(易铺展,防雾)。玻璃表面经过优质疏水镀膜处理后,玻璃接触角可高达110°以上,实现超疏水效果。这种转变不仅改变了水珠在玻璃表面的形态,更带来了实际功能的提升。接触角增大后,雨水在玻璃表面会形成水珠并自动滚落,带走灰尘污染物,实现自清洁效果。
二、关键测量参数及其意义
在研发中,我们不仅测量静态接触角,更重要的是进行动态和进阶分析,经纬科研型接触角测量仪JW35可以测量静/动态接触角以及表面自由能和表面张力等功能,助力材料表界面的化学研究。
1. 静态接触角
这是最基础的测量,即一滴液体(通常是超纯水)静止在水平样品表面时形成的角度。对于防水镀膜,目标是获得高水接触角。研发初期,通过比较不同配方镀膜后的静态水接触角,可以快速筛选出有潜力的配方。
110°: 具有一定疏水性
130°: 高疏水性
150°: 达到超疏水状态(通常需要微纳复合结构)
对于防雾镀膜,目标是获得极低的水接触角(<10°),水滴会迅速铺展成水膜,从而避免光线散射,保持玻璃透明。
2. 滚动角
这是评估疏水性能实际使用效果的关键指标。它是指液滴在倾斜表面上开始滚动时的最小角度。高静态接触角不一定代表好的“自清洁"效果。一个表面可能“粘"住水滴(高接触角但滚动角也很大),而一个优秀的疏水表面应同时具备高接触角和低滚动角,使得水滴极易滚落,并带走表面的污染物。
研发指导:优化配方和成膜工艺,旨在同时zui大化接触角和最小化滚动角。这通常与表面的微观粗糙度和化学均匀性有关。
3. 动态接触角(前进角/后退角)
通过增加或减少液滴体积,测量液滴前沿在前进和后退时的接触角。接触角滞后为前进角与后退角的差值,这个值是衡量表面化学均匀性和粗糙度均匀性的黄金标准。
意义:接触角滞后越小,表面越均匀、光滑(在分子尺度上),液滴移动越容易。低接触角滞后是低滚动角的根本原因。
三、 在研发流程中的具体应用场景
玻璃镀膜技术已渗透到各行各业,从日常生活到gao端制造,均可看到其身影。
1.汽车玻璃领域:疏水镀膜液可以在汽车玻璃表面形成一层透明憎水膜,水滴在玻璃表面形成水珠,其接触角可高达110°,实现自动滚落而bu留痕迹,有效解决司机视线不清的问题。
2.建筑领域:镀膜玻璃需要符合GB/T 18915.2《镀膜玻璃 第2部分:低辐射镀膜玻璃》等标准,其中疏水性能要求水滴接触角≥110°,滚动角≤10°,以保证玻璃表面的自清洁能力。
3.电子产品领域:如手机屏幕疏水涂层接触角测量可评估防指纹效果。防指纹涂层不仅能提供疏水疏油功能,还能提高玻璃表面的滑顺度,降低手指与玻璃的摩擦,改善用户体验。
4.随着生产力的发展,玻璃制品的应用已扩展至半导体制造、平板显示制造、光学光电子、新能源等gao端制造领域,这些领域对玻璃制品表面洁净度特性提出了更高要求。
随着触摸屏技术向折叠、柔性方向发展,对表面亲疏水性的控制将提出更高要求。接触角测量仪扮演着“眼睛"和“裁判"的角色。它将抽象的“疏水"、“易清洁"等性能转化为精确、可比较的数值。最终,它是连接实验室配方与最终市场化产品性能之间不可huo缺的桥梁。
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