【摘要】：從師法自然出發(fā),以靜態(tài)接觸角高達140°的箬葉下表面為仿生對象,使用2種模板法制備具有箬葉下表面微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的聚合物仿生表面。采用掃描電鏡觀測聚合物仿生表面的微觀形貌,借助接觸角測量儀分析仿生表面的潤濕性能。以箬葉下表面為模板,采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)二次復(fù)形方法獲得仿箬葉下表面,僅實現(xiàn)微乳突結(jié)構(gòu)的部分復(fù)形,而大多數(shù)納米片層結(jié)構(gòu)缺失,其靜態(tài)接觸角與PDMS本征接觸角相比只提高了7°左右。采用電鑄與注射成型相結(jié)合的方法獲得的仿箬葉聚丙烯(PP)表面,可基本實現(xiàn)微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)形,其靜態(tài)接觸角與PP本征接觸角相比提高了50°以上,進一步采用低表面能的氟硅烷修飾注射成型仿箬葉PP表面,其靜態(tài)接觸角與PP本征接觸角相比提高了70°左右,達到了133°±2°。但2種模板法成型的仿生聚合物表面均未能較好保留箬葉的動態(tài)潤濕性能。實驗結(jié)果表明,通過電鑄-注射法構(gòu)筑仿箬葉表面的微納復(fù)合結(jié)構(gòu)、在粗糙表面上修飾低表面能物質(zhì)的雙重途徑可用于實現(xiàn)仿生疏水表面高效低成本的制備。
[Abstract]:Based on the natural method, the polymer biomimetic surface with micro-nano composite structure of Ruo leaf surface was prepared by two template methods, taking the bottom surface of Ruo leaf as biomimetic object with static contact angle as high as 140 擄. The micromorphology of the bionic surface of the polymer was observed by scanning electron microscope (SEM), and the wetting performance of the bionic surface was analyzed by means of the contact angle measuring instrument. Using the lower surface of Ruo leaves as template, the lower surface of Ruo leaves was obtained by polydimethyl siloxane (PDMS) secondary complex method, which only realized the partial recombination of micromastoid structure, but most of the nanolamellar structures were missing. Compared with the PDMS intrinsic contact angle, the static contact angle is only about 7 擄higher. The (PP) surface of imitating Ruo leaf polypropylene obtained by electroforming and injection molding can basically realize the recombination of micro-nano composite structure, and the static contact angle is more than 50 擄higher than that of PP intrinsic contact angle. Furthermore, the static contact angle of PP surface was about 70 擄higher than that of PP intrinsic contact angle, and reached 133 擄鹵2 擄. However, the bionic polymer surface formed by the two template methods could not retain the dynamic wetting properties of Ruo leaves. The experimental results show that the micro-nano composite structure of imitating Ruo leaf surface is constructed by electroforming-injection method, and the dual way of modifying low surface energy substance on rough surface can be used to prepare bionic hydrophobic surface with high efficiency and low cost.
【作者單位】： 中南大學(xué)高性能復(fù)雜制造國家重點實驗室;中南大學(xué)機電工程學(xué)院;株洲時代新材料科技股份有限公司;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目(51305465) 中南大學(xué)研究生自主探索創(chuàng)新項目(2016zzts309)
【分類號】：TB306;TQ325.14

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