【摘要】：超雙疏材料因其可以同時(shí)抵抗水和油的潤(rùn)濕,在生活和生產(chǎn)方面引起了廣泛關(guān)注。但因?yàn)橛偷谋砻鎻埩Ρ人〉亩?因此其制備更加困難。雖然目前已有很多構(gòu)造超雙疏表面的方法,但大多成本高且效率低。因此如何簡(jiǎn)單、省時(shí)的制備超雙疏材料仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文提供了一種操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)短的超雙疏表面制備方法并表征了超雙疏材料的潤(rùn)濕性能。另外,在超雙疏材料的基礎(chǔ)上制備了定向傳輸材料用于油和水的定向傳輸。本文完成的主要工作如下:利用電化學(xué)沉積法和浸涂法制備了超雙疏鋅微納米線涂層,與水和油(十六烷)的接觸角大于157o,滾動(dòng)角均小于3o,粘附力小于0.18 mN。以場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)和接觸角儀系統(tǒng)表征沉積涂層的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)濕性,發(fā)現(xiàn)鋅涂層的形貌及潤(rùn)濕性可以通過(guò)電沉積時(shí)間、電流密度、鋅含量和溫度來(lái)調(diào)控。該超雙疏鋅微納米線涂層不但對(duì)各種極性、非極性液體均表現(xiàn)出超雙疏性而且具備優(yōu)異的抗熱液性,與溫度為85℃的水和十六烷的接觸角(CA)大于152o,滾動(dòng)角(SA)小于7o;超雙疏鋅微納米線涂層在自由落下的水滴、油滴、肥皂水及常見(jiàn)飲品的沖擊下可以保持清潔,水滴和油滴在鋅微納米線涂層表面發(fā)生反彈,而肥皂水和其他飲品自發(fā)流走;液下潤(rùn)濕實(shí)驗(yàn)顯示,超雙疏鋅微納米線涂層水下具備親油性而油下保持疏水性,當(dāng)其離開(kāi)液體時(shí),鋅微納米線涂層恢復(fù)超雙疏。選取月桂酸對(duì)超雙疏鋅微納米線涂層修飾的金屬網(wǎng)(CA150o,SA10o)進(jìn)行單面修飾,得到兩側(cè)異性金屬網(wǎng),其中未修飾側(cè)保持超雙疏,修飾側(cè)變?yōu)槭杷H油(WCA90o,OCA90o)。隨著月桂酸含量的增加,修飾側(cè)由疏水親油變?yōu)槌杷H油WCA150o,OCA90o)。當(dāng)月桂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 wt%時(shí),修飾側(cè)與水的接觸角(WCA)為153o,與油的表觀接觸角(OCA)小于50o。油滴可以從超雙疏側(cè)穿透至超疏水親油側(cè),但水滴不能穿透。反向,水和油都不能滲透;以纖維素為修飾材料,對(duì)超雙疏鋅微納米線涂層修飾的金屬網(wǎng)進(jìn)行單側(cè)修飾得到超雙疏-親水親油(WCA90o,OCA90o)金屬網(wǎng),對(duì)普通鋅涂層修飾的金屬網(wǎng)(150oWCA90o,150oOCA90o)進(jìn)行單側(cè)修飾得到雙疏-親水親油兩側(cè)異性金屬網(wǎng)。研究纖維素含量對(duì)兩種兩側(cè)異性金屬網(wǎng)的潤(rùn)濕性和突破壓的影響發(fā)現(xiàn),當(dāng)纖維素含量為4 g時(shí),修飾側(cè)潤(rùn)濕性都達(dá)到超雙親,油滴可以在超雙疏-超雙親金屬網(wǎng)和雙疏-超雙親金屬網(wǎng)上完成自疏液側(cè)到親液側(cè)的定向傳輸。但水滴只能在雙疏-超雙親金屬網(wǎng)上完成自疏液側(cè)到親液側(cè)的定向傳輸。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1
【圖文】：

稱為超疏液[2]。常見(jiàn)的超疏液包括超疏水、超疏油[3和超親油[4]。作為一種最早被提出的特殊潤(rùn)濕性現(xiàn)象“荷葉現(xiàn)象”時(shí)被提出，并在自清潔、防腐、防結(jié)冰、8]得到了廣泛關(guān)注。但隨著超疏水表面的研究與應(yīng)用面能液體(油)污染的特性限制了其發(fā)展。因此制備同成為現(xiàn)階段的一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)。與超疏水表面相比，超液性[9]，可以阻止生活中常見(jiàn)液體的潤(rùn)濕。超雙疏表筑等基礎(chǔ)領(lǐng)域，還可以保護(hù)金屬材料，例如 304 不銹用于生活的各個(gè)方面，但生活中尤其是廚房?jī)?nèi)不可避。被液體和油漬污染的水槽、廚具及排氣孔不但難清油污增加了 304 不銹鋼表面的粘附性，使腐蝕性離子，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞從而腐蝕金屬，使孔洞阻塞

圖 1.3 滾動(dòng)角示意圖Figure 1.3 the scheme of the sliding contact表 1.1 根據(jù)接觸角大小將潤(rùn)濕狀態(tài)分為三類Table 1.1 The three kinds of wettability depending on contact ang 角度 潤(rùn)濕功公θ=0o Ga=γsl-γlvθ≤90o Gi=γsl-γsvθ≤180o Gs=γsl+γl

【參考文獻(xiàn)】

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1 焦莎;劉燕;萬(wàn)冰華;王川;于建政;張曉玲;;堿性無(wú)氰鍍鋅液組成和陰極電流密度對(duì)電流效率與鋅層外觀的影響[J];電鍍與涂飾;2015年24期

2 郭崇武;;無(wú)氰堿性鍍鋅工藝及鍍層性能[J];電鍍與精飾;2014年01期

3 吳雙成;;鋅酸鹽鍍鋅溶液的故障分析及處理[J];電鍍與精飾;2012年02期

4 舒?zhèn)グl(fā);杜楠;駱豫蜀;陳慶龍;馬剛;;堿性鋅酸鹽鍍鋅中鋅的電化學(xué)成核機(jī)理[J];材料保護(hù);2011年10期

5 容毅;陳成業(yè);伍炳杰;刁徑;;堿性鍍鋅鍍層厚度均一性的研究[J];電鍍與精飾;2009年12期

6 吳浩杰;杜楠;安建華;鄺橋青;陳懇;唐基祿;;堿性鍍鋅工藝[J];電鍍與精飾;2008年05期

7 朱曉東,李寧,黎德育,劉偉華,李偉;高速電鍍鋅工藝對(duì)鍍層粗糙度及微觀形貌的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2005年01期

8 王云燕,彭文杰;鋅酸鹽鍍鋅陰極電流效率的研究[J];電鍍與環(huán)保;2003年06期

9 王宇清;堿性鋅酸鹽鍍鋅工藝管理[J];電鍍與精飾;1997年03期

10 唐春華;;鋅酸鹽鍍鋅的質(zhì)量控制[J];電鍍與涂飾;1993年04期

本文編號(hào)：2718327