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脉冲紫外激光改性对聚碳酸酯表面润湿性能的影响
  • ISSN号:1003-501X
  • 期刊名称:光电工程
  • 时间:2013.7.15
  • 页码:77-82
  • 分类:TP751[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]华中科技大学武汉光电国家实验室激光与太赫兹技术功能实验室,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金面上项目(51172081)和重点项目(51135005);中央高校基本科研业务费资助(2013Ts044)
  • 相关项目:基于原位析出纳米颗粒的均相纳米电子浆料制备技术与应用基础研究
中文摘要:

355nm脉冲(100kHz)紫外激光刻蚀改性的功率密度对聚碳酸酯(PC)材料表面润湿性能的影响存在规律性:当激光功率密度小于0.27×108W/cm2时,可得到亲水性的PC表面;当激光功率密度在1.15×108~10.19×108W/cm2之间时,可得到疏水性的表面。用扫描电镜技术(SEM)和X射线光电子能谱技术(XPS),详细探讨了紫外激光刻蚀改性对PC表面润湿性能的影响机理。当激光功率密度大于1.15×108W/cm2时,尽管改性后PC表面的含氧极性基团有所增加,但由于"V"字形沟槽结构的存在,使其表面仍然呈现疏水性。探讨了用Cassie模型解释在一定的激光功率密度刻蚀改性条件下,PC材料表面的水接触角和润湿性能变化的可行性。

英文摘要:

The effect of the etching and modification power density of 355 nm pulse (100 kHz) ultraviolet (UV) laser on the wetting property of the surface of polycarbonate (PC) materials was found to have the following regularity: when the laser power density was less than 0.27 × 108 W/cm2, a hydrophilic surface of PC was produced; While the laser power density was from 1.15 ×108 W/cm2 to 10 × 108 W/cm2 a hydrophobic surface could be obtained. The mechanism of the effect of UV laser etching and modification on the wetting property of PC surface was explored in detail by Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). It was shown that, when laser power density was larger than 1.15 × 10 8 W/cm2, the polar groups containing element oxygen on the surface of the modified PC increased. However, the porous microstructure with V type-groove resulted from the laser etching and modification determined the hydrophobicity of the PC surface. The distinct microstructure was able to result in the composite contact of water droplet on the PC surface. When certain laser power density was used to modify the PC surface, the feasibility to explain the changes of the water contact angle and wetting property of PC surface with Cassie model was also investigated.

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期刊信息
  • 《光电工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院光电技术研究所 中国光学学会
  • 主编:罗先刚
  • 地址:四川省成都市双流350信箱
  • 邮编:610209
  • 邮箱:oee@ioe.ac.cn
  • 电话:028-85100579
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-501X
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1346/O4
  • 邮发代号:62-296
  • 获奖情况:
  • 四川省第二次期刊质量考评自然科学期刊学术类质量...,四川省第二届优秀期刊评选科技类期刊三等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14003