本文關(guān)鍵詞：超疏水環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層的制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：一直以來,荷葉作為自然界中超疏水的典范受到了人們的青睞。落在荷葉表面的水滴可以自由地滾動。這種現(xiàn)象稱為“荷葉效應(yīng)”,其主要是由荷葉表面獨(dú)特的微納米二級結(jié)構(gòu)和疏水的蠟質(zhì)層造成的。受荷葉效應(yīng)的啟發(fā),研究人員利用各種各樣的技術(shù)方法在不同的基體材料上成功地制備出了仿生超疏水表面。盡管如此,由于基礎(chǔ)理論和工藝技術(shù)的雙重限制,在固有親水材料表面構(gòu)建具有超疏水性耐腐蝕耐熱的表面材料至今仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此,如何采用簡單、低廉、快速、無污染的制備工藝制備出超疏水性耐腐蝕耐熱的表面是一直以來困擾著科研人員的難題。本文分別采用簡單的噴涂、靜電噴涂制備出了耐腐蝕、耐熱和有一定機(jī)械性能的超疏水、高疏油復(fù)合涂層,并對涂層關(guān)鍵組分的最佳含量進(jìn)行了探索。利用接觸角測量儀、電化學(xué)工作站、掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜檢測(FT-IR)、差示掃描量熱法(DSC)、熱重(TGA)分析、X射線衍射(XRD)、Taber耐磨試驗機(jī)等對所制備的超疏水涂層進(jìn)行性能分析與研究。論文主要內(nèi)容可概括為以下幾點:(1)通過簡單的噴涂法制備了環(huán)氧樹脂基底超疏水TiO_2涂層,通過改性的PVDF可以和環(huán)氧樹脂發(fā)生充分交聯(lián)反應(yīng),與鋁基板有很好的結(jié)合,加入改性的TiO_2納米粒子構(gòu)建了納微結(jié)構(gòu),加入FEP和PDMS低表面能物質(zhì)增加疏水性。從結(jié)構(gòu)和物質(zhì)兩方面入手一步法制備了超疏水功能涂層。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該超疏水涂層對水的接觸角為151°。分析探索了實驗過程的反應(yīng)機(jī)理,同時也對其耐腐蝕耐熱的性能進(jìn)行了表征分析。(2)主要采用簡單實用性強(qiáng)的一步噴涂法制備出超疏水涂層。通過NH_4HCO_3在燒結(jié)過程中分解產(chǎn)生CO_2、NH_3和H_2O對涂層進(jìn)行造孔,有利于涂層構(gòu)建納微結(jié)構(gòu),改性ZnO(m-ZnO)可以來增加涂層的機(jī)械性能以及接觸角,FEP為低表面能物質(zhì)且具有自潤滑性,可以增加涂層的耐磨性和接觸角,EP與鋁基板有很好的結(jié)合。從結(jié)構(gòu)和物質(zhì)兩方面入手一步法制備了超疏水功能涂層。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該復(fù)合雙疏涂層對水、乙二醇的接觸角分別為160°和140°,簡單分析探索了涂層燒結(jié)過程的反應(yīng)機(jī)理,同時也對其耐熱耐腐蝕的性能進(jìn)行了表征分析。(3)從粉煤灰環(huán)保利用和功能超疏涂層研究熱點相結(jié)合的角度出發(fā),采用一步靜電噴涂法制備出超疏水粉煤灰功能涂層。利用環(huán)氧樹脂與鋁基板有很好的結(jié)合力,加入疏水性物質(zhì)改性粉煤灰粒子構(gòu)建了粗糙的微結(jié)構(gòu)并提高了涂層機(jī)械強(qiáng)度,加入全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)和聚偏氟乙烯(PVDF)低表面能物質(zhì)以增加疏水性。從微結(jié)構(gòu)和聚合物體系兩方面入手一步法制備了超疏水功能涂層。
【關(guān)鍵詞】：超疏水涂層 納/微結(jié)構(gòu) 環(huán)氧樹脂 全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB306
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 創(chuàng)新點摘要7-11
• 前言11-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-35
• 1.1 固體表面的潤濕性及相關(guān)理論13-16
• 1.1.1 固體表面的潤濕性13
• 1.1.2 概述和基本理論13-16
• 1.2 自然界中的超疏水表面16-18
• 1.2.1 滾動各向同性超疏水表面16
• 1.2.2 滾動各向異性超疏水表面16-17
• 1.2.3 高黏附力超疏水表面17
• 1.2.4 具有Pattern結(jié)構(gòu)的超疏水表面17-18
• 1.3 超疏水涂層的制備材料18-21
• 1.3.1 無機(jī)材料18-20
• 1.3.2 有機(jī)材料-聚合物20-21
• 1.3.3 無機(jī)-有機(jī)材料21
• 1.4 超疏水涂層的制備方法21-27
• 1.4.1 自上而下法22-23
• 1.4.2 自下而上法23-25
• 1.4.3 其他方法25-27
• 1.5 超疏水涂層的應(yīng)用27-33
• 1.5.1 油/水分離28
• 1.5.2 耐腐蝕28-29
• 1.5.3 自清潔29-30
• 1.5.4 防結(jié)冰30
• 1.5.5 減阻30-31
• 1.5.6 抗菌31
• 1.5.7 透明度和防反射31-32
• 1.5.8 其他應(yīng)用32-33
• 1.6 本論文的研究思路和研究內(nèi)容33-35
• 1.6.1 超疏水涂層亟待解決的問題33
• 1.6.2 本論文的研究思路33
• 1.6.3 本論文的研究內(nèi)容33-35
• 第二章 噴涂法制備環(huán)氧樹脂基超疏水TiO_2復(fù)合涂層35-43
• 2.1 前言35
• 2.2 實驗部分35-37
• 2.2.1 實驗藥品35-36
• 2.2.2 實驗儀器36
• 2.2.3 噴涂法制備超疏水環(huán)氧樹脂（E44）復(fù)合涂層36-37
• 2.2.4 超疏水復(fù)合涂層的表征37
• 2.3 結(jié)果與討論37-42
• 2.3.1 FEP含量對疏水涂層接觸角的影響37-38
• 2.3.2 改性TiO_2含量對疏水涂層接觸角的影響38
• 2.3.3 超疏水涂層的表面形貌分析38-39
• 2.3.4 涂層的紅外分析及過程機(jī)理39-40
• 2.3.5 溫度對涂層的影響40-41
• 2.3.6 耐腐蝕和電化學(xué)測試41-42
• 2.4 本章小節(jié)42-43
• 第三章 噴涂法制備m-ZnO增強(qiáng)超疏水EP/FEP復(fù)合涂層43-54
• 3.1 前言43-44
• 3.2 實驗部分44-46
• 3.2.1 實驗藥品44
• 3.2.2 實驗儀器44
• 3.2.3 噴涂法制備m-ZnO增強(qiáng)超疏水EP/FEP復(fù)合涂層44-45
• 3.2.4 超疏水復(fù)合涂層的表征45-46
• 3.3 結(jié)果與討論46-52
• 3.3.1 m-ZnO和NH_4HCO_3含量對疏水涂層接觸角的影響46-47
• 3.3.2 超疏水涂層的表面形貌分析47-48
• 3.3.3 涂層的紅外分析及m-ZnO的效果對比實物圖48-49
• 3.3.4 XRD分析49
• 3.3.5 溫度對涂層的影響49-50
• 3.3.6 電化學(xué)和耐腐蝕測試50-52
• 3.3.7 耐磨性能測試分析52
• 3.4 本章小節(jié)52-54
• 第四章 靜電噴涂法制備超疏水粉煤灰復(fù)合涂層54-62
• 4.1 前言54
• 4.2 實驗部分54-56
• 4.2.1 實驗藥品54
• 4.2.2 實驗儀器54-55
• 4.2.3 靜電噴涂法制備超疏水環(huán)氧樹脂（E42）復(fù)合涂層55-56
• 4.3 結(jié)果與討論56-60
• 4.3.1 粉煤灰目數(shù)及含量對涂層接觸角的影響56
• 4.3.2 FTIR結(jié)構(gòu)分析56-57
• 4.3.3 溫度對涂層的影響57-58
• 4.3.4 電化學(xué)和耐腐蝕測試58-59
• 4.3.5 耐磨性能59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論及展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-76
• 發(fā)表的文章76-78
• 致謝78-79

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