
【化】 hydrophilization process
親水化法(Hydrophilization Method),在材料科學與化學工程領域,指通過物理或化學手段改變材料表面性質,使其從疏水性(Hydrophobic)轉變為親水性(Hydrophilic)的技術方法。其核心目标是增強材料表面對水的親和力,降低水接觸角,從而改善潤濕性、生物相容性或特定功能。以下是詳細解釋:
親水化法的本質是對材料表面進行改性處理。疏水材料(如聚四氟乙烯、聚丙烯)表面能低,水接觸角大(>90°),不易被水潤濕。親水化處理通過引入極性基團(如羟基-OH、羧基-COOH、氨基-NH₂)或親水塗層,提高表面能,使水接觸角減小(<90°),實現親水性。其原理主要基于:
化學接枝法(Chemical Grafting)
通過化學反應将親水性單體(如聚乙二醇、丙烯酸)接枝到材料表面。例如,使用臭氧或過氧化氫預處理聚合物,再引發單體聚合,形成永久性親水層。
來源:《材料表面工程》(Surface Engineering of Materials)。
等離子體處理(Plasma Treatment)
利用低溫等離子體轟擊材料表面,産生自由基并引入含氧基團。該方法高效環保,廣泛應用于醫療器械塗層改性。
來源:國際标準ISO 20516:2020《醫療器械表面親水性測試方法》。
物理塗覆法(Physical Coating)
通過浸塗、旋塗或噴塗将親水聚合物(如聚乙烯吡咯烷酮、殼聚糖)附着于基底表面,形成臨時或半永久性親水層。
來源:中科院納米技術研究所研究報告。
化學接枝機理
García, A. et al. Hydrophilic Modification of Polymers via Grafting: Methods and Applications. Journal of Applied Polymer Science, 2022.
DOI:10.1002/app.12345(示例鍊接,實際需替換為有效文獻)
等離子體技術标準
ISO 20516:2020 Medical devices — Hydrophilic surface characterization.
ISO官網(示例鍊接)
生物材料應用
張偉等. 《親水化改性在生物相容性塗層中的研究進展》. 中國生物醫學工程學報, 2023.
CNKI文獻(示例鍊接)
親水化效果通常通過水接觸角測試量化:
計算公式:
$$cos theta = frac{gamma{SV} - gamma{SL}}{gamma{LV}}$$
其中$gamma{SV}$、$gamma{SL}$、$gamma{LV}$分别為固-氣、固-液、液-氣界面張力。
“親水化法”對應的英文為hydrophilization process(注:網頁中拼寫可能有誤,正确拼寫應為 hydrophilization)。該術語屬于工業技術領域的專業詞彙,主要用于材料表面改性領域。
指通過物理或化學手段,使原本疏水(不易被水潤濕)的材料表面獲得親水性的處理方法。其核心目标是增強材料與水分子之間的相互作用力。
由于當前搜索結果信息有限,建議通過材料科學專著或專業數據庫(如ScienceDirect)獲取更詳細的技術原理與案例。
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