王艺杰 李婷 东为富

（江南大学化学与材料工程学院）

水存在于大自然的每个角落，而有些时候，有些地方是不希望有水长时间存在的，这时就需要疏水材料。润湿性是固体的一项重要性质，日常生产生活中的许多活动都要受到润湿性的控制，疏水材料的应用面相当广泛，可涵盖航天军工，交通工具、农业、建筑、医疗、日用纺织品等各个方面，前景非常广阔。本文将从疏水的原理入手，进而介绍疏水材料的制备方法与应用。

1. 疏水原理

疏水材料的接触角一般在90°以上，制备疏水材料关键在于：a.添加低表面能的物质；b.构造粗糙的表面。

1.1 表面能

表面张力和表面自由能（γ ）是固体表面的重要性质之一，液滴表面的分子的特殊受力状态与表面张力息息相关，之所以存在日常生活中液滴的特殊现象，正是因为表面张力的存在。对于疏水材料，疏水材料的制备需要表面有较低的表面能，因此，优先选择还有长烷基链的物质及含F 的物质去制备疏水材料。

1.2 粗糙的表面

根据表面张力的定义，Wenzel 指出粗糙表面的存在使得液滴在于固体表面接触时的实际表面积要大于其表观面积[1]。因此，他在杨氏方程的基础上，首次提出了粗糙表面固体的浸润性模型，即Wenzel 模型[1]：

其中，θ w 为粗糙表面的表征接触角，r 为粗糙表面的固-液实际接触面积与表观固-液接触面积的比值，称之为粗糙度因子。

从Wenzel 模型的公式可以得出，当材料表面本身亲水（θ ＜90°）时，cosθ w 随粗糙度r 的增加而增加，则θ w 降低，材料表面越粗糙其亲水性越强。……