Определение влияния анизотропии нанотолщинных слоев на величину свободной поверхностной энергии

Определение влияния анизотропии нанотолщинных слоев на величину свободной поверхностной энергии.

Бригада:
Группа:	ТФ-14-ХХ
Преподаватель:	Жуков А.А.

Москва, 2010

Лабораторная работа №1.

Определение влияния анизотропии нанотолщинных слоев на величину свободной поверхностной энергии

Цель работы: оценить влияние анизотропии нанотолщинных слоев на величину свободной поверхностной энергии.

Объекты исследования:

Образцы нанотолщинных композиционных слоистых покрытий на основе пленки PETF со слоем ITO без и с фоточувствительным ориентантом на основе SD-1 и низкотемпературным полиимидным ориентантом различной толщины.

Полиимиды - это полимеры, содержащие в основной или боковой цепи макромолекулы имидные циклы, как правило, конденсированные с бензольными ядрами или другими циклами [1].

Рисунок 1 – Химическая формула имидного цикла [1].

PETF — Полиэтилентерефталат, термопластик, наиболее распространённый представитель класса полиэфиров

ITO — Indium Tin Oxide, твердый раствор оксида индия In₂O₃ и оксида олова SnO₂. Содержание по массе — 90% In₂O₃ и 10% SnO₂ (примерно).

 

Методы исследования:

На гониометре типа «УКУС» экспериментально определить углы смачивания образцов водой и альфа-бромнафталином. Усреднение проводить по 5 точкам, углы смачивания измерять через фиксированные отрезки времени после помещения капли на подложку (60с).

 

По известным поверхностным энергиям воды и альфа-бромнафталина рассчитать значения поверхностной энергии образцов, решив систему уравнений Вендта-Оуэнса:

1+cosΘ=2(γ_s^d*γ^d_Вода)^1/2/ γ_Вода+2(γ_s^p*γ_l^p_Вода)^1/2/ γ_Вода

1+cosΘ=2(γ_s^d*γ^d_АБН)^1/2/ γ_АБН+2(γ_s^p*γ_l^p_АБН)^1/2/ γ_АБН

 

Параметры поверхностной энергии жидкостей:

Жидкость	γl, мДж/м2	γld, мДж/м2	γlp, мДж/м2
Вода
Альфа-бромнафталин

 

Образец	Углы смачивания водой	Углы смачивания альфа-бромнафталином	Поверхностная энергия, мДж/м2
Θср, град	s, град	ΔΘ	Θср, град	s, град	ΔΘ	γsp	γsd	γs
SD-1 изотр.	20/25/20/20/20			10/15/15/10
SD-1 анизотр.	┴ 35/30/40/35/30			┴ 15/10/15/15
|| 35/30/30/25/25			|| 15/15/15/10
ПИ изотр.	45/50/50/50/55			10/15/15/15
ПИ анизотр.	┴ 50/65/65/60/60			┴ 15/15/15/15
|| 55/55/50/55/50			|| 15/10/15/15

 

Углы смачивания водой (H₂0) и альфа-бромнафталином (C₁₀H₇Br) PETF подложки с нанесенным слоем ITO с нанесенным нанотолщинным полиимидным и фоточувствительным покрытием без и с анизотропией.