【摘要】：超疏水表面具有極強(qiáng)的疏水性,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。目前,對(duì)超疏水表面的研究無論是在基礎(chǔ)理論、制備方法、還是應(yīng)用性能等方面都有了一定的進(jìn)展。然而對(duì)超疏水表面抑冰性能的研究還不夠多也不夠系統(tǒng),這是超疏水材料研究中需要進(jìn)一步完善的一個(gè)領(lǐng)域。因此,本文在總結(jié)分析文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,研究了多種超疏水表面在滴水成冰和冷凝水成冰條件下的抑冰性,通過觀察和分析超疏水表面的微結(jié)構(gòu)特征、在常態(tài)和冷凝狀態(tài)下的潤(rùn)濕性,并結(jié)合模型,分析和討論了超疏水表面的抑冰機(jī)理,主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)提出一種簡(jiǎn)單易行的新穎的制備方法在低密度聚乙烯(LDPE)基底上制備出了具有微-納米二元結(jié)構(gòu)的超疏水表面。該表面的接觸角為155±2°,滾動(dòng)角僅4°;研究了該超疏水LDPE表面的抑冰性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該超疏水LDPE表面無論是在滴水成冰條件下還是在冷凝水成冰條件下都保持較好的抑冰性。(2)首次研究了長(zhǎng)萼雞眼草、再力花葉和夏堇花瓣這三種超疏水表面的抑冰性能,為進(jìn)行比較,還研究了垂柳葉和美人蕉葉表面的抑冰性,結(jié)果表明:無論是在滴水成冰條件下還是在冷凝水成冰條件下,長(zhǎng)萼雞眼草、再力花葉的抑冰性能均優(yōu)于夏堇花瓣、垂柳葉和美人蕉葉。通過對(duì)這五種植物葉表面微觀結(jié)構(gòu)以及在常態(tài)和冷凝條件下的潤(rùn)濕性進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析并建立相應(yīng)模型,解釋了不同植物表面抑冰性能產(chǎn)生差異的原因,并得出結(jié)論如下:超疏水表面微米尺度結(jié)構(gòu)的高度越矮、納米尺度結(jié)構(gòu)越豐富,則其在冷凝條件下超疏水性保持越好,抑冰性能也越好;而超疏水表面微米尺度結(jié)構(gòu)的高度越高、微米結(jié)構(gòu)上的納米結(jié)構(gòu)越少,則其在冷凝條件下疏水性越差,抑冰性能也越差。(3)采用模板法,通過兩次復(fù)制,在LDPE基材上制得了與長(zhǎng)萼雞眼草、再力花葉、垂柳葉、美人蕉葉和夏堇花瓣這五種植物表面相似的結(jié)構(gòu),并對(duì)其表面結(jié)構(gòu)和抑冰性能進(jìn)行了表征和研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,制得的類植物葉超疏水LDPE表面的抑冰性能優(yōu)于普通LDPE表面,且具有較好的穩(wěn)定性。
[Abstract]:Superhydrophobic surfaces have a wide range of applications due to their strong hydrophobicity. At present, research on superhydrophobic surfaces has made some progress in basic theory, preparation methods and application properties. However, the study of superhydrophobic surface ice suppression performance is not enough and systematic, which is a field that needs to be further improved in the research of superhydrophobic materials. Therefore, on the basis of summarizing and analyzing the literature, this paper studies the ice-suppressive properties of superhydrophobic surfaces under the conditions of drip and condensate ice, and analyzes the microstructural characteristics of superhydrophobic surfaces by observing and analyzing the microstructures of superhydrophobic surfaces. The wettability of superhydrophobic surface under normal and condensing conditions was analyzed and discussed, and the mechanism of ice inhibition on superhydrophobic surface was analyzed and discussed in combination with the model. The main research contents and innovations are as follows: (1) A novel and simple preparation method was proposed to prepare superhydrophobic surfaces with micro-nano binary structure on (LDPE) substrates of low density polyethylene (LDPE). The contact angle of the surface is 155 鹵2 擄and the rolling angle is only 4 擄. The ice inhibition properties of the superhydrophobic LDPE surface were studied. The results showed that the superhydrophobic LDPE surface maintained a good ice inhibition property both under drip ice condition and condensation water ice condition. In order to compare the ice inhibition properties of the leaves of weeping willow and banana leaves, the ice inhibition properties of the three superhydrophobic surfaces were studied. The results showed that the ice inhibition was not only under drip ice condition, but also under condensate water ice condition. The ice inhibition performance of the leaves was better than that of pansy petals, weeping willow leaves and banana leaves. Through careful observation and analysis of the microstructures of leaf surfaces and wettability of the five plants under normal and condensing conditions and the establishment of corresponding models, the reasons for the differences in the ice inhibition properties of different plant surfaces were explained. The conclusion is as follows: the higher the micrometer scale structure of superhydrophobic surface is, the richer the nano-scale structure is, the better the superhydrophobicity of superhydrophobic surface is, and the better the ice inhibition performance is under the condition of condensation. However, the higher the height of the superhydrophobic surface is, the less the nanostructure is, the worse the hydrophobicity of the superhydrophobic surface is, and the worse the ice inhibition performance is. (3) the template method is used to duplicate the structure twice. The surface structures of the five plants were prepared on the LDPE substrate, which were similar to those of the five plants, I. e., Calyx calyx, reflex mosaic, weeping willow leaf, banana leaf and pansy petal. The surface structure and ice inhibition properties of the five plants were characterized and studied. The experimental results show that the hydrophobic LDPE surface of Ye Chao is superior to that of the ordinary LDPE surface and has good stability.
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB306

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏增江;田冬;肖成龍;劉偉良;;超疏水表面:從制備方法到功能應(yīng)用[J];化工進(jìn)展;2009年11期

2 潘光;黃橋高;胡海豹;劉占一;;超疏水表面的潤(rùn)濕性及其應(yīng)用研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2009年21期

3 牟丹;周奕含;;疏水高分子單鏈在疏水表面上吸附和擴(kuò)散過程的分子動(dòng)力學(xué)模擬[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

4 ;超疏水表面制備技術(shù)取得進(jìn)展[J];化工中間體;2011年04期

5 郭樹虎;于志家;羅明寶;孫曉哲;;超疏水表面潤(rùn)濕理論研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2012年05期

6 秦亮;劉天慶;;親/疏水表面上液滴滯后阻力的研究[J];化工進(jìn)展;2012年08期

7 劉金秋;柏沖;徐文華;張獻(xiàn);劉迎凱;姚金水;劉偉良;;高黏附性超疏水表面的研究進(jìn)展[J];應(yīng)用化學(xué);2013年07期

8 蔣雄;喬生儒;張程煜;胡海豹;劉曉菊;;疏水表面及其減阻研究[J];化學(xué)進(jìn)展;2008年04期

9 林飛云;馮杰;黃明達(dá);鐘明強(qiáng);;基于不銹鋼模板熱壓微模塑構(gòu)建聚乙烯超疏水表面[J];功能高分子學(xué)報(bào);2010年02期

10 賴躍坤;陳忠;林昌健;;超疏水表面黏附性的研究進(jìn)展[J];中國(guó)科學(xué):化學(xué);2011年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 高環(huán);耿信鵬;王保懷;白泉;;變性牛血清蛋白在適度疏水表面上構(gòu)象變化的鹽濃度依賴性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

2 柴瑜;耿信鵬;彭晶晶;鄭長(zhǎng)征;;鹽濃度對(duì)天然核糖核酸酶在疏水表面上吸附穩(wěn)定性及構(gòu)象影響的研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

3 耿信鵬;鄭美榮;王保懷;耿信篤;劉愛玲;;天然溶菌酶在疏水表面置換吸附焓的鹽濃度影響研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十三屆全國(guó)化學(xué)熱力學(xué)和熱分析學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2006年

4 王倩;楊振忠;;利用海膽狀復(fù)合微球制備超疏水表面[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 陳勝;崔樹勛;;超疏水表面自清潔機(jī)理研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第2分會(huì)：溶液中的聚集與分子組裝[C];2013年

6 馮小艷;耿信鵬;周燁;侯海云;;鹽濃度對(duì)變性α-淀粉酶在疏水表面上吸附及構(gòu)象的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十二屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

7 宋付權(quán);武玉海;俞巨高;;疏水-超疏水表面的簡(jiǎn)易制備方法[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

8 姜程;王齊華;;超疏水表面的研究及制備[A];甘肅省化學(xué)會(huì)二十六屆年會(huì)暨第八屆中學(xué)化學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集[C];2009年

9 胡海豹;陳立斌;黃蘇和;鮑路遙;;水滴撞擊超疏水表面的彈跳行為研究[A];第十二屆全國(guó)物理力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

10 王媛怡;王慶軍;陳慶民;;不同化學(xué)修飾超疏水表面疏冰功能的驗(yàn)證[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題F：功能高分子[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 李大慶;新面料何以冬暖夏涼[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 錢柏太;金屬基體上超疏水表面的制備研究[D];大連理工大學(xué);2006年

2 楊昊煒;聚硅氧烷超疏水表面制備及其性能研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

3 李晶;多元耦合仿生疏水金屬表面制備原理與方法研究[D];吉林大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 時(shí)銀龍;溶膠—凝膠法和水熱合成法制備超疏水表面及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2015年

2 楊娜;超疏水表面在鎂合金上制備及其抗腐蝕研究[D];西南大學(xué);2015年

3 侯金林;反應(yīng)性聚硅氧烷納米顆粒的制備及超疏水表面的構(gòu)筑[D];陜西科技大學(xué);2015年

4 王夢(mèng)蕾;微—納米二元結(jié)構(gòu)超疏水表面抑冰性能研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2015年

5 李偉;鎂合金基體上超疏水表面的制備及功能特性研究[D];華南理工大學(xué);2015年

6 盧思;微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面制備和減阻機(jī)理研究[D];清華大學(xué);2012年

7 洪碧圓;超疏水表面的制備、性質(zhì)和應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2012年

8 陳勝;超疏水表面自清潔效應(yīng)的表面力學(xué)分析[D];西南交通大學(xué);2014年

9 崔道義;無機(jī)酸鹽體系超疏水表面的制備及其結(jié)構(gòu)性能表征[D];湘潭大學(xué);2012年

10 林瑋煒;超疏水表面制備及其抗凝血性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：2301202