气凝胶疏水性测试

检测项目

基本物性：

表观密度：开孔率≥95%，闭孔率≤5%（GB/T5486）

比表面积：BET法测试范围300-1000m²/g（ISO9277）

孔隙分布：介孔占比≥80%（直径2-50nm）

疏水性能：

静态接触角：水接触角≥150°（ASTMD5946）

滚动角：水滴脱离角≤10°（动态斜面法）

吸水率：24h体积吸水率≤3%（GB/T8810）

表面化学：

表面能：≤20mN/m（OWRK法）

官能团分析：-CH₃/-CF₃基团覆盖率≥90%（FTIR）

耐环境性：

湿热老化：85℃/85%RH环境接触角衰减≤5°（168h）

紫外辐照：UVB照射500h后滚动角变化≤3°

机械稳定性：

压缩回弹：50%形变回复率≥95%（ISO844）

摩擦损耗：500次摩擦接触角降幅≤8°

热稳定性：

热失重：300℃失重率≤3wt%（ISO11358）

接触角热衰减：400℃处理后接触角≥140°

化学耐受：

酸/碱侵蚀：pH3-11溶液浸泡接触角降幅≤5°

有机溶剂：乙醇浸泡24h体积膨胀率≤2%

动态防水：

水冲击抵抗：30kPa水压渗透时间≥120min

毛细吸水：24h质量增重≤1%（EN1609）

长期稳定性：

循环冻融：-40~25℃循环50次接触角≥145°

恒温恒湿：30天测试滚动角变化率≤5%

特殊性能：

油水分离：柴油吸附容量≥35g/g

自清洁性：污染物去除率≥98%（ISO27448）

检测范围

1.二氧化硅气凝胶：重点监测甲基三甲氧基硅烷改性产物的疏水持久性与纳米孔结构完整性

2.碳气凝胶：评估石墨烯/碳纳米管复合体系的三维网络疏水协同效应

3.聚合物气凝胶：检测聚酰亚胺/聚氨酯基材料的柔性变形后疏水恢复能力

4.纤维素气凝胶：验证三甲基氯硅烷气相沉积改性深度及生物降解影响

5.复合气凝胶：分析SiO₂/PVDF杂化体系的相分离结构与防水屏障性能

6.有机-无机杂化气凝胶：量化MTMS/正硅酸乙酯共聚物中烷基链分布均匀性

7.陶瓷基气凝胶：测定Al₂O₃-SiO₂纤维增强体的高温疏水失效阈值

8.疏水改性气凝胶毡：验证玻璃纤维基材表面改性剂渗透深度与结合强度

9.超疏气凝胶涂层：表征喷涂成膜的表面粗糙度（Ra≥5μm）与微纳二级结构

10.功能化气凝胶：检测氟硅烷接枝产物的低表面能（≤15mN/m）与抗结冰性能

检测方法

国际标准：

ASTMD5946固体涂层表面静态接触角测量

ISO19403-5表面自由能计算（扩展Fowkes法）

ISO2896硬质多孔塑料吸水率测定

ASTMD5725有机涂层耐霉菌性评估

ISO10667接触角仪校准规范

国家标准：

GB/T30693塑料表面接触角测定法（与ASTM差异：采用悬滴法时液滴体积控制为5μL±0.2μL）

GB/T10299保温材料憎水性试验（增加动态喷淋测试模块）

GB/T17370含湿材料热物理性质测定（包含饱和水蒸气环境测试）

GB/T39289超疏水表面自清洁性能测试（污染物选用石墨粉替代ISO标准碳黑）

检测设备

1.光学接触角仪：OCA50型（分辨率0.01°，温控范围-20~200℃）

2.动态滚动角平台：DSA100（倾斜精度±0.01°，高速摄像1000fps）

3.全自动吸附仪：ASAP2460（比表面积检测限0.01m²/g，孔径分析0.35-500nm）

4.热重分析仪：TG209F3（温度精度±0.1℃，气体切换系统）

5.傅里叶红外光谱仪：NicoletiS50（ATR附件分辨率0.4cm⁻¹）

6.紫外老化箱：QUV/spray（辐照度0.68W/m²@340nm，冷凝循环）

7.恒温恒湿箱：SH-260（温控±0.3℃，湿度波动±2%RH）

8.万能材料试验机：CMT4204（载荷0.5N-30kN，位移精度1μm）

9.低温冲击试验箱：GDW-100（降温速率10℃/min，最低温-70℃）

10.水压渗透仪：WY-300（压力范围0-500kPa，精度±0.5%）

11.激光共焦显微镜：LSM980（Z轴分辨率1nm，3D表面重构）

12.旋转黏度计：DV2T（扭矩范围0.1μN·m-200mN·m）

13.接触角热台：TS1200（最高温度800℃，气氛可控）

14.毛细吸水测试仪：CA-10（称重精度0.001g，自动记录）

15.表面张力仪：DCAT25（Wilhelmy板法，温度控制±0.1℃）

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