[發明專利]一種基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法

在審

• 申請號: 202310441790.6
• 申請日: 2023-04-23
• 公開（公告）號: CN116465794A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 張亞鋒;姜正浩;周開林;余家欣
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/02
• 代理公司: 綿陽遠卓弘睿知識產權代理事務所(普通合伙) 51371
• 代理人: 張忠慶

1.一種基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，包括：

S1、利用高清光學攝像機接觸角測試平臺獲得液滴在柔性薄膜表面不同時刻潤濕脊處的三相界面接觸角；

S2、利用白光干涉三維輪廓掃描儀獲得液滴在柔性薄膜表面不同時刻的潤濕脊高度值；

S3、選擇潤濕脊的最大高度值及潤濕脊最大高度值對應的三相界面接觸角，在潤濕脊最大高度的三相接觸線處構建出三個界面張力與柔性薄膜彈性力的垂直力平衡方程；

S4、根據垂直力平衡方程，基于潤濕脊高度和材料剪切模量乘積與彈性力呈正比的關系，計算出柔性薄膜的剪切模量。

2.根據權利要求1所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述柔性薄膜為柔性高分子薄膜，其厚度H控制在800μm～1000μm之間。

3.根據權利要求2所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述柔性高分子薄膜為二甲基硅氧烷薄膜、硅凝膠(CY52-276A/B)、丙烯酸熱塑性塑料、橡膠中任一種。

4.根據權利要求3所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述二甲基硅氧烷薄膜的制備方法是將道康寧SYLGARD?184橡膠主劑和固化劑按質量比50：1混合后，均勻滴涂于15mm×20mm長方形硅片表面，置于26℃真空干燥箱中固化48h獲得。

5.根據權利要求1所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述三相界面接觸角的獲取方法是將柔性高分子薄膜置于高清光學攝像機接觸角測試平臺上，采集液滴在柔性高分子薄膜上不同時刻潤濕脊的動態圖像，利用Matlab軟件對不同時刻潤濕脊動態圖像進行處理得到潤濕脊曲線，再利用Image?J角度測量軟件，測出潤濕脊曲線中潤濕脊處的三相界面接觸角。

6.根據權利要求5所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述潤濕脊的動態圖像的獲取方法是將柔性高分子薄膜置于高清光學攝像機接觸角測試平臺上，通過調整雙光源位置，至視頻圖像顯示出完整潤濕脊，視頻采集20μL液滴在柔性薄膜上0-600s完整潤濕脊的動態行為。

7.根據權利要求1所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，其特征在于，所述潤濕脊的高度值的獲取方法是先將柔性高分子薄膜置于白光干涉三維輪廓掃描儀上，獲取液滴在柔性高分子薄膜上不同時刻潤濕脊的高度變化，并以時間為橫坐標，潤濕脊高度為縱坐標繪制潤濕脊高度變化曲線圖。

8.根據權利要求7所述的基于潤濕行為測試柔性薄膜材料力學性能的方法，所述潤濕脊的高度變化的獲取方法是在白光干涉三維輪廓掃描儀上，測試20μL液滴在柔性薄膜表面0-600s潤濕脊的高度變化值，每30s掃描一次，重復多次實驗后繪制潤濕脊高度變化曲線圖。