[表面處理] 關於親水性、疏水性及撥水性

2025-03-03

在表面處理業界中常聽到相關技術人員，針對表面提到所謂的親水性、潑水性及疏水性這三個詞，提到這些專有名詞便讓我們連想到"蓮花"；眾所皆知雨水掉落在葉上水並未散離，而是以水珠呈現在表面上，其主要原因我們用下方的圖片呈現即可了解:

經放大後我們觀察到葉表面佈滿奈米級的表面細胞及纖毛，當水與表面細胞形成很大的水滴角，使得水無法披覆在表面而呈現水珠的型態。

在我們說明這三種性質前先來介紹何謂"水滴角"。

水滴角(接觸角)

水滴角(又稱接觸角)使用 θ 為符號，用來判斷材料表面屬於親水性或疏水性的依據。當液體附著於固體表面時，液體表面與固體表面的夾角就稱為水滴角 θ ，當 θ 越接近0度代表親水，θ 值越接近180度則代表疏水。(如下圖所示)

另外也常聽到三相點，代表固體、液體及氣體皆接觸到的接點，其作為起點沿著液體及氣體界面切線方向而形成夾角。

親水性、疏水性及撥水性

親水性 (Hydrophilicity)

親水性是指物體對水具有吸引力和親近性。當水接觸固體時立即吸附於表面形成薄水膜，當水滴角 < 10度時我們會稱其為超親水性，水滴角在40度則稱為親水性。在表面處理製程中親水性對於後製程極其重要，當表面親水性不佳時，則會影響後製程(如電鍍)鍍層在工件的披覆效果，嚴重的情況下鍍層會出現剝落的情況；因此前處理製程(清洗)就相當重要，將被鍍件表面清潔乾淨對於後製程有相當大的幫助。