在玻璃鍍膜劑的研發過程中,接觸角測量儀是一個不可huo缺的核心表征工具,它直接、定量地反映了鍍膜劑性能的優劣。通過精確測量水滴在玻璃表面的接觸角,工程師可以量化評估鍍膜的疏水效果及其均勻性。汽車玻璃、建筑幕墻和手機屏幕等領域,通過鍍膜技術改變玻璃表面接觸角,已不僅是為了美觀,更是為了提升產品性能和使用壽命。
一、接觸角測量的目的
玻璃鍍膜劑(如防水、防霧、防污、易清潔鍍膜)的核心功能是改變玻璃表面的界面性質。這些性質無法直接用肉眼觀察,但通過接觸角可以精確量化。疏水性/親水性,這是最直接的應用。水接觸角越大,表面越疏水(防水);接觸角越小,表面越親水(易鋪展,防霧)。玻璃表面經過優質疏水鍍膜處理后,玻璃接觸角可高達110°以上,實現超疏水效果。這種轉變不僅改變了水珠在玻璃表面的形態,更帶來了實際功能的提升。接觸角增大后,雨水在玻璃表面會形成水珠并自動滾落,帶走灰塵污染物,實現自清潔效果。
二、關鍵測量參數及其意義
在研發中,我們不僅測量靜態接觸角,更重要的是進行動態和進階分析,經緯科研型接觸角測量儀JW35可以測量靜/動態接觸角以及表面自由能和表面張力等功能,助力材料表界面的化學研究。
1. 靜態接觸角
這是最基礎的測量,即一滴液體(通常是超純水)靜止在水平樣品表面時形成的角度。對于防水鍍膜,目標是獲得高水接觸角。研發初期,通過比較不同配方鍍膜后的靜態水接觸角,可以快速篩選出有潛力的配方。
110°: 具有一定疏水性
130°: 高疏水性
150°: 達到超疏水狀態(通常需要微納復合結構)
對于防霧鍍膜,目標是獲得極低的水接觸角(<10°),水滴會迅速鋪展成水膜,從而避免光線散射,保持玻璃透明。
2. 滾動角
這是評估疏水性能實際使用效果的關鍵指標。它是指液滴在傾斜表面上開始滾動時的最小角度。高靜態接觸角不一定代表好的“自清潔”效果。一個表面可能“粘”住水滴(高接觸角但滾動角也很大),而一個優秀的疏水表面應同時具備高接觸角和低滾動角,使得水滴極易滾落,并帶走表面的污染物。
研發指導:優化配方和成膜工藝,旨在同時zui大化接觸角和最小化滾動角。這通常與表面的微觀粗糙度和化學均勻性有關。
3. 動態接觸角(前進角/后退角)
通過增加或減少液滴體積,測量液滴前沿在前進和后退時的接觸角。接觸角滯后為前進角與后退角的差值,這個值是衡量表面化學均勻性和粗糙度均勻性的黃金標準。
意義:接觸角滯后越小,表面越均勻、光滑(在分子尺度上),液滴移動越容易。低接觸角滯后是低滾動角的根本原因。
三、 在研發流程中的具體應用場景
玻璃鍍膜技術已滲透到各行各業,從日常生活到gao端制造,均可看到其身影。
1.汽車玻璃領域:疏水鍍膜液可以在汽車玻璃表面形成一層透明憎水膜,水滴在玻璃表面形成水珠,其接觸角可高達110°,實現自動滾落而bu留痕跡,有效解決司機視線不清的問題。
2.建筑領域:鍍膜玻璃需要符合GB/T 18915.2《鍍膜玻璃 第2部分:低輻射鍍膜玻璃》等標準,其中疏水性能要求水滴接觸角≥110°,滾動角≤10°,以保證玻璃表面的自清潔能力。
3.電子產品領域:如手機屏幕疏水涂層接觸角測量可評估防指紋效果。防指紋涂層不僅能提供疏水疏油功能,還能提高玻璃表面的滑順度,降低手指與玻璃的摩擦,改善用戶體驗。
4.隨著生產力的發展,玻璃制品的應用已擴展至半導體制造、平板顯示制造、光學光電子、新能源等gao端制造領域,這些領域對玻璃制品表面潔凈度特性提出了更高要求。
隨著觸摸屏技術向折疊、柔性方向發展,對表面親疏水性的控制將提出更高要求。接觸角測量儀扮演著“眼睛”和“裁判”的角色。它將抽象的“疏水”、“易清潔”等性能轉化為精確、可比較的數值。最終,它是連接實驗室配方與最終市場化產品性能之間不可huo缺的橋梁。
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