基于微铣削的微结构尺寸与形状对PMMA表面疏水性的影响

• 作者: 余剑武 陆岳托 罗红 仝瑞庆 宋金根
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 化学
• 关键词: 微结构 表面疏水性 接触角 钉扎效应 微铣削
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 表面功能化
• 页码范围: 287-295
• 页数: 9页
• 分类号: O647
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.01.024

摘要

目的 研究不同微结构尺寸参数和阵列形状对PMMA表面疏水性的影响.方法 使用精密微铣削方式,在光滑PMMA表面加工微沟槽、方柱、圆形及椭圆形阵列,并将测量的水滴的接触角和形状作为表面疏水性的表征指标.结果当微沟槽阵列的微槽宽度B、凸台宽度C及微槽深度H分别在84.86～208.77μm、36.22～133.94μm、63.76～136.60μm变化时,垂直接触角θ⊥分别在129.4°～143.5°、138.3°～124.0°、125.8°～141.8°变化,平行接触角θ∥分别在62.3°～69.6°、75.0°～66.3°、81.5°～72.0°变化;当微方柱阵列的B、C、H分别在70.76～138.99μm、47.52～128.04μm、70.84～175.94μm变化时,接触角θ分别在130.3°～102.1°、114.9°～129.5°、105.7°～119.7°变化.水滴在微沟槽和椭圆形阵列表面的形状为椭球冠状,在微方柱和圆形阵列表面为球冠状.结论 微结构尺寸参数和阵列形状对PMMA 表面疏水性有不同影响,且θ⊥的变化都比θ∥的变化更为明显.钉扎效应对水滴的形状有很大的影响,对于微沟槽阵列的槽垂直方向和椭圆形、圆形阵列,钉扎效应对水滴的形状起主导作用;对于微沟槽阵列的槽平行方向和微方柱阵列,水滴形状则受钉扎效应与固液气三相接触线不连续性的共同影响.研究结果有望为设计功能可控仿生微结构提供技术支撑.