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更新時間:2025-10-31
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未經處理的玻璃表面易潔、易污、易眩光。因此,各類功能涂層被賦予其上,如疏水疏油(防指紋)涂層、親水自清潔涂層、防眩光(AG)涂層等。如何評價這些涂層的性能?僅憑肉眼觀察遠遠不夠。接觸角測量儀 正是打開這扇微觀世界大門的鑰匙。它測量的不僅僅是“水滴角",更是涂層表面自由能、化學組成和微觀結構的綜合反映。
對于鋼化玻璃涂層而言,其設計目標就是通過表面化學改性(如引入低表面能物質)和物理結構構建(如微納粗糙度),來實現特定的接觸角,從而獲得所需功能。
接觸角測量在涂層分析中的具體應用
1、涂層功能性能的快速鑒定
這是最直接的應用。通過測量水接觸角,可以立即對涂層功能進行定性:
疏水/防指紋涂層:水接觸角通常大于90°,甚至可達110°以上。角度越大,疏水性越強,防指紋、抗污效果通常越好。
親水/自清潔涂層:水接觸角非常小,通常小于30°,甚至接近0°。水滴wan全鋪展,形成水膜,能帶走表面的污染物。
防眩光涂層:這類涂層通常具有一定的微觀粗糙度,其接觸角值可能與其化學性質共同決定。通過分析接觸角滯后(前進角/后退角差值),可以更好地評估其性能。
2、涂層均勻性與質量一致性評估
在單一玻璃樣品表面或同一批次的不同樣品上,選取多個點進行接觸角測量。
數據一致:如果所有測點的接觸角數值非常接近,標準差小,則說明涂層涂覆均勻,工藝穩定,質量可控。
數據離散:如果數值波動很大,則暗示涂層存在厚度不均、成分分布不勻或有局部污染等問題,為生產工藝的改進提供了明確方向。
3、涂層清潔度與表面污染物檢測
在涂層工藝前,基材的清潔度至關重要。微量的油脂、指紋或有機污染物會顯著降低表面的自由能,導致接觸角發生變化。
通過測量處理前(污染)與處理后(清潔)的玻璃基材的接觸角,可以精準評估清洗工藝的有效性。同樣,成品上異常的接觸角值也可能是存儲或運輸過程中受到污染的跡象。
4、涂層耐久性與壽命預測
通過與耐磨、耐刮擦、耐化學腐蝕、耐紫外老化等測試聯用,接觸角測量能動態追蹤涂層性能的衰減。
實驗方法:對涂層樣品進行加速老化或摩擦測試,定期測量其接觸角的變化。
結果分析:若接觸角隨測試時間或循環次數增加而顯著下降,表明涂層正在降解或磨損,其功能壽命有限。若接觸角保持穩定,則證明涂層耐久性優異。這種方法為“涂層壽命預測"提供了定量依據。
5、表面自由能計算與化學特性分析
通過使用不同極性的液體(如水、二dian甲烷、乙二醇)測量其接觸角,可以運用Owens-Wendt、Van Oss等理論模型計算出涂層的表面自由能及其分量(極性分量、色散分量)。
表面自由能是材料一個非常本征的參數,直接反映了表面的化學特性(如官能團類型)。
通過比較不同配方涂層的表面自由能,可以深入理解其化學組成與性能之間的關系,指導新涂層的配方開發。