关于液体的流动

tipping.point · 发表于 2009-10-8 17:51

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本帖最后由 tipping.point 于 2009-10-12 17:18 编辑

PTFE在溶解在某些溶液下，将其涂抹在某些表层，例如织物或者平板上，其自身的流动性或者什么性？会让PTFE均匀的附着在物体的表面吗？

由于我自己从来没有学过类似的科学，对这种液体倾倒在表面上的现象没有任何的背景。想查找文献也不知道如何下手，希望有研究类似方向或者有基础的同学来帮忙指点下。我该从哪个方向下手呢？

下面是关于实验的一些细节。

实验目的是将PTFE均匀涂抹在另外一个相对平整的表面上，涂抹之后的平面并非那么平整。一个同屋的同事说，涂层后的不平整的地方最高点和最低点的差有100UM那么高，也就说明不平整的原因并非是PTFE造成的，而是由平面本身的凹凸造成的。原因1 ，PTFE的粒子没有那么大，PTFE的本身直径很小吧。原因2，PTFE其流动性还是什么性。。这个词汇我忘记了，这种性质会让表面相对平整。
总结来说，PTFE涂层以后，发现被涂表面表面有疵点。同事说是由于物体表面的凹凸不平这个原因原因造成。
我自己则是属于不确定的原因，有可能是PTFE溶液倾倒或者涂抹不均匀造成，也有可能是被涂表面的凹凸不平造成。

下面是一些补充描述
1.被涂表面所谓的相对平整就是说任何物体的表面都不可能是真正的平整，只能是相对平整，其实本身肯定是有凹凸的。这个凹凸的量化，很难说。我只能给我出现在我知道的数据是，平面内的最高点和最低点差基本上是50微米级别。

2. PTFE
我确实对PTFE的本身特性不了解，因为它不是我研究的主要部分，但是部分结果分析还必须用到。
目前我还没有见过这个PTFE的具体形态，但是根据PTFE的提供者和我说，PTFE本身是很难溶于任何溶剂里面的，因此他们用特殊的WETTING AGENT 来让PTFE以一种液态的形式出现，而PTFE在固态的时候是以颗粒形式加入WETTING AGENT的。总结来说，在PTFE被涂之前是液态。至于粘稠状态之类的，我目前没见过，不能给予正确的解释和描述。

3. 涂层的方法

DIPPING 的涂层方法，然后高温加热干燥PTFE 温度约为400度。

再次感谢大家的回复！

orionsnow · 发表于 2009-10-8 18:21

流体力学吧？

如果不是搞研究的话，有专用公式表格可以查的，你需要知道黏度，材料黏滞系数等参数，然后套公式。

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-8 21:16

应该查wetting dewetting方面的
不过高分子溶液方面研究的比较少呢，因为是两相的

tipping.point · 发表于 2009-10-8 22:55

看起来找人问都不好问呢。。多谢2位楼上的了

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-9 11:42

为虾米猫前面那么多形容词。。。。

熊猫羊 · 发表于 2009-10-9 12:01

想听听你用什么溶剂溶解特氟龙？貌似特氟龙没有良溶剂，而且特氟龙有自润滑性，双憎性，所以附着性很差，需要均匀涂覆，一般直接原位聚合

Innerfire · 发表于 2009-10-9 14:34

那sol gel的流动性呢？
或者说被压印后的流动性？（因为在搞基于nanoimprint的光传感器，这个问题还是很重要滴）

再考虑能不能用合适的方法，比如FEM仿真一下。暂时没有很系统的研究过相关文献，再说俺学EE出身的也没辙理论基础。。

熊猫羊 · 发表于 2009-10-9 14:54

非牛流体性质不是几句话能说清楚的，如果考虑可压缩性，就更复杂了，最好指明哪种。
楼上的，NI制作模板吗？最小间距多少？能做多大面积？我需要高度均一有序的自组装的二维模板，周期10到20纳米，不知NI能否做？有意向多聊聊

马屁精 · 发表于 2009-10-9 20:22

如果偶没理解错的话，楼主的最终目的，是不是想把PFTE液体吸附在一种固体上
在这种情况下，液体的viscosity和danymic viscosity起不了多大的作用
搜索关键词：surface energy，adhesion
百分百中

马屁精 · 发表于 2009-10-9 20:33

应该查wetting dewetting方面的
不过高分子溶液方面研究的比较少呢，因为是两相的
我不是笨猫发表于 2009-10-8 21:16

笨猫说的方向是对哒
归根结底，凑是气体，液体，固体这三者表面能的问题

tipping.point · 发表于 2009-10-9 23:00

偶是楼主，我的目的是将PTFE均匀涂抹在另外一个相对平整的表面上，涂抹之后的平面并非那么平整。一个同屋的同事说，不平整的地方有100UM那么高，也就说明不平整的原因并非是PTFE造成的，而是由平面本身的凹凸造成的。因为一PTFE的粒子没有那么大，PTFE的本身直径很小吧。原因2，PTFE其流动性还是什么性。。这个词汇我忘记了，这种性质会让表面相对平整。
总结来说，PTFE涂层以后，发现物体表面有疵点。同事说是由于物体表面的原因造成。
我自己则是属于不确定的太对，有肯能是液体造成，有可能是被涂表面造成。

希望大家继续支持

多谢

熊猫羊 · 发表于 2009-10-9 23:54

0楼主要真的求助的话，就把错字改改，一次描述清楚，不然挤牙膏一样，让人白忙活
相对平整的表面？什么表面，平整度如何？相对？没有量化
前边说是相对平整，后边又说平面本身凹凸，自洽吗？
PTFE的粒子？PTFE的本身直径？聚合物的形貌看来楼主没啥概念，而且楼主到现在都没说特氟龙是以什么形式出现，是类似微米即的ps球还是真的溶解在什么溶剂里，而且，我给你说过了特氟龙没啥良溶剂，即使分散在溶剂里，也是像意大利面一样的一团
特氟龙表面能很低，憎水憎油，wetting浸润性能很差
涂层？如何涂的？旋涂？dip coating？都没说，反正大家猜吧
疵点往往和表面平整度，涂法无关，除非你在非超净间操作，疵点几乎是必然

tipping.point · 发表于 2009-10-10 23:18

非常感谢熊猫羊的解释，我找了下，没有发现什么错字啊？
下面针对你说的几个问题我来解释下。
1.我说的相对平整就是说任何物体的表面都不可能是真正的平整，只能是相对平整，其实本身肯定是有凹凸的。这个凹凸的量化，很难说。我只能给我出现在我知道的数据是，平面内的最高点和最低点差基本上是50微米级别。

2. PTFE
我确实对PTFE的本身特性不了解，因为它不是我研究的主要部分，但是部分结果分析还必须用到。
目前我还没有见过这个PTFE的具体形态，但是根据PTFE的提供者和我说，PTFE本身是很难溶于任何溶剂里面的，因此他们用特殊的WETTING AGENT 来让PTFE以一种液态的形式出现，而PTFE在固态的时候是以颗粒形式加入WETTING AGENT的。

3. 涂层的方法

DIPPING 的涂层方法，然后高温加热干燥PTFE 温度约为400度。

我一会会将我的全部信息总结在第1楼。

多谢大家的支持了。
因为我自己对这些实在不了解，不知道哪些信息是必要的。

再次感谢。

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-10 23:57

本帖最后由我不是笨猫于 2009-10-11 13:22 编辑

楼主你自己关于实验细节都不清楚啊。你来问什么呢？

50个微米 peak to valley，这个什么都说明不了。涂膜后100微米的peak to valley值，原因很多，即使用spin coating 也可能会出现这种情况，你得看表面的形貌才能大概知道原因。

用dip coating，我不知道是哪一种，但是拖拽的速度是有影响的，这个速度跟溶液的粘度性质都有关系，当然跟表面的weting property也有关系的。如果拖拽的速度不对，也会造成表面出现台阶装的形貌

还有如果涂的膜很薄，比如对于50 微米的表面，你得至少涂50微米的厚度，才可能形成相对均匀的表面。如果你只涂个1个微米，那也不行。

你去做个SEM吧

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 00:07

或者用光学显微镜或者共聚焦显微镜看看，如果SEM做不出的话。嫩这样猜是抓瞎的

熊猫羊 · 发表于 2009-10-11 03:13

楼上的笨猫是学虾米的啊？

马屁精 · 发表于 2009-10-11 03:56

哦，楼主原来是这个意思啊，先给嫩解释一下，基本概念
“对这种液体倾倒在表面上的现象”----adhesion
“PTFE其流动性还是什么性。。这种性质会让表面相对平整”----viscosity，dynamic viscosity

嫩现在的问题，偶来简化一下：
50微米的表面粗糙度，经过dip-coating之后，达到100微米，是什么原因？

由于不同的过程参数，不同的实验环境，偶们不能给嫩确切的答案，就连教授也不行
经过偶的分析有以下三个重要的原因：
一个是针对涂层材料的：PTFE溶于液体之后，平均分子直径大概有多少，嫩必须知道个大概。过大或者过小，直接影响到粘稠性，密度，表面张力等等
另一个，就是固体表面的粗糙度。50微米只是最大和最小的差值，如果正好处在中间段，问题就会很明显。偶建议嫩，先做个SEM，有条件的话
最后，就是涂层速度。此过程参数可以协调前两者的关系

偶建议嫩用排除法来发现原因，操作的基本常识，嫩应该都知道

马屁精 · 发表于 2009-10-11 04:08

或者用光学显微镜或者共聚焦显微镜看看，如果SEM做不出的话。嫩这样猜是抓瞎的
我不是笨猫发表于 2009-10-11 00:07

这么做只能看到结果
问题多数出在过程之中

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 13:15

18# 马屁精

连结果都不知道，又如何判断原因啊。

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 13:17

16# 熊猫羊

我不是笨猫。。。。。
凡是接触过表面化学和表面物理的人，都会知道几种最基础的表面表征方法的。spin coating和dip coating也是比较常用的几种液相涂膜的技术。

马屁精 · 发表于 2009-10-11 15:29

18# 马屁精

连结果都不知道，又如何判断原因啊。
我不是笨猫发表于 2009-10-11 13:15

sem只能看到表面，就算被嫩看到了表面有疵点，有涂抹不均匀的地方，怎么判断原因？
如果没有记录下之前的过程参数等影响因素的话，嫩还是无从入手

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 15:35

21# 马屁精

当然能。根据结果，推测大致原因，然后查找实验数据，一一对应就可以了

当然你也可以先去查实验数据，来分析可能导致的结果，之后还需要通过表面形貌来判断

所以我比较喜欢先根据结果来分析可能性，再去倒推

马屁精 · 发表于 2009-10-11 15:43

21# 马屁精

当然能。根据结果，推测大致原因，然后查找实验数据，一一对应就可以了

当然你也可以先去查实验数据，来分析可能导致的结果，之后还需要通过表面形貌来判断

所以我比较喜欢先根据结果来分析 ...
我不是笨猫发表于 2009-10-11 15:35

实验数据？实验数据来源于大量的实验
如果嫩手头上已经有成熟的实验数据了，那嫩接下来的研究凑是多余的了

马屁精 · 发表于 2009-10-11 15:46

嫩先把楼主的描述再读几遍
他的结果已经有了，sem看来看去不可能得出结果的，如果他有成熟的实验数据，就不需要再麻烦偶们了
偶之前的大段话，就是叫楼主去做一系列的实验

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 15:48

23# 马屁精

这个实验又不是我做的，我讲的就是针对他那个实验。

每一步的过程也是实验数据啊。你写paper的时候还要写个experimental 呢

像那些搞自组装什么的人写的文章，每一个参数都至关重要的。难道一定是最后的结果才叫实验数据吗？

做dip coating的话，具体怎么做的，溶液浓度，粒子大小，都是实验数据，至少我是这么理解的

马屁精 · 发表于 2009-10-11 15:53

23# 马屁精

做dip coating的话，具体怎么做的，溶液浓度，粒子大小，都是实验数据，至少我是这么理解的 ...
我不是笨猫发表于 2009-10-11 15:48

问题在于楼主不知道这些，所以sem做了也白做

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 15:54

26# 马屁精

这不是给她出主意吗？她要想知道，这些都是办法，如果不愿意做，也不用问了。问不出结果的啊

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 20:00

本帖最后由我不是笨猫于 2009-10-11 20:08 编辑

24# 马屁精

我很好奇他是怎么知道最高点到最低点的值的。

我不是笨猫 · 发表于 2009-10-11 20:04

我强烈建议楼主把基片，涂膜后的表面，和加热后的表面都表征一下，这也是一般的程序。这个是有助于你找出原因的。

tipping.point · 发表于 2009-10-11 22:37

我是楼主，多谢大家的讨论和建议。

有些问题我需要再次澄清一下。

1. PTFE 涂层的过程并非由我自己完成，而且在我的实验室也不可能完成这样的实验。原因：该技术需要比较高的技术设备，还有排毒系统。实验室尚未能做，我的PTFE的提供者是工业来的样品。据说在加热时候会出现HF气体是剧毒啊。而且该过程质量要求极高，普通机器不能达到这种质量。
2.模拟涂层过程不是我的研究课题，该部分的实验需要由其他部门完成，我来分析涂层后的结果和涂层前的平面。涂层前已知涂前的平板上的凹凸性，并且量化，通过3D的显微镜等。。
涂层后看看效果如何。

中间的涂层过程中的种种原因就不得而知了。

在我得到我涂层后的平板后，就可以对照了。

问题是，原先本身不高的平板，涂层以后有了疵点。

需要我来解释
我的想法是：可能是涂层不均匀造成的，也可能是平板在涂层高温下变形了。

同事的说法是：由于PTFE本身粒子大小很小，而且液体本身的某某某性质（不知道什么性质？？实在没这方面的基础），不会导致这么大的凹凸，因此肯定是平板的原因。

3. 不过通过众多前辈的解释和讨论，我现在突然有点想法了。不知道这样行得通还是不行。

可以用SEM切面来做啊，主要的问题是我之前的样品都是用剪子切的，这样的横截面已经被全部破坏了。
听说过似乎可以用什么液氮的东西来切割下，但是我们这里不能做。如果有人能给我确切点的答复，就可以找导师来问问了，哪里可以做这样实验。
如果有经验的同学可以给我建议下，怎们才能知道呢？

多谢啦

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萍聚头条

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