潤(rùn)濕性是許多生物過程以及許多工程和工業(yè)技術(shù)的核心,其中一種極端潤(rùn)濕狀態(tài)--超親水性,即水可以迅速擴(kuò)散并完全濕潤(rùn)表面形成薄膜。超親水涂層通過在材料表面形成水膜,阻止污染物與材料表面接觸,同時(shí)在水的沖刷下能將表面污染物帶走,從而達(dá)到自清潔效果。超親水涂層由于表面能高,使用條件苛刻,耐久性差等缺點(diǎn),科學(xué)研究仍未有突破性進(jìn)展。因此,開發(fā)出耐久性高性能的超親水涂層,有很高的科研價(jià)值以及商業(yè)價(jià)值。本文構(gòu)建超親水體系從兩個(gè)原理出發(fā),構(gòu)建高表面能表面和構(gòu)造涂層表面粗糙度。二維層狀磷酸鋯類材料不僅具有一般層狀化合物的共性,還有結(jié)構(gòu)規(guī)整和可設(shè)計(jì)性,可作為主體,客體分子插入主體層間。四丁基氫氧化銨為代表的有機(jī)銨鹽能對(duì)磷酸鋯進(jìn)行剝離,且過量的銨鹽由于帶有大量羥基,能在磷酸鋯表面形成極性表面。所制備的涂層呈現(xiàn)超親水性,并有很優(yōu)良的透光度（97%）。實(shí)驗(yàn)還探究了磷酸鋯尺寸、插層劑配比、插層劑種類對(duì)插層復(fù)合物表面形貌的影響,進(jìn)一步研究了對(duì)潤(rùn)濕性的作用。此外,對(duì)超親水涂層自有的防霧性能做了測(cè)試實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)涂覆的載波片能夠防止水滴聚集,減少光散射。本文制備的具有表面微結(jié)構(gòu)的超親水涂層制備過程簡(jiǎn)單,無需外界刺激達(dá)到超親水性... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

根據(jù)ISIWebofKnowledge科學(xué)基礎(chǔ)搜索，在2000年至2010年期間，每年發(fā)表的使用超親水性論文數(shù)量

腹??92.3%。更重要的一點(diǎn)是，即使在可見光的暗室中保存至少60天后，該具有超良好親水性的前體薄膜仍然繼續(xù)保持著良好的超親水性。聚合物薄膜接枝修飾是在PDMS聚合物表面直接形成聚合物薄膜以獲得一種穩(wěn)定疏水性涂層的一種很有前途的修飾方法，Lillehoj[15]等人在室溫PDMS聚合物表面附加了PEG層，PEG修飾的效果使PDMS聚合物表面在室溫下仍能保持與空氣的疏水接觸角(WCA)<22°，在高溫大氣的條件下保持47天的長(zhǎng)期疏水穩(wěn)定性。Makamba[16]等人分別利用空氣中的聚乙烯亞胺與聚丙烯酸的化學(xué)靜電自組裝，在空氣中水解的聚(苯乙圖1-2紫外線對(duì)涂有TiO2薄膜的載玻片的親水性和透明度的影響。[10]當(dāng)在黑暗中（a和c）存放時(shí)，水在TiO2涂層玻璃上仍保持透鏡形狀，接觸角為70-80（a和c），但在暴露于UV輻射（b和d）時(shí)會(huì)完全擴(kuò)散開

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-5-1.2.2潤(rùn)濕擴(kuò)散理論用來確定和區(qū)分流體的潤(rùn)濕行為的接觸角是親水還是疏水的主要測(cè)量指標(biāo)之一是接觸角的作用強(qiáng)度測(cè)量。流體表面接觸角通常是在液-固和液-汽界面的兩個(gè)交點(diǎn)處相互形成的接觸角。根據(jù)流體和水滴的接觸角，該指標(biāo)根據(jù)材料的疏水性可以細(xì)分為:流體的超親水性(θe<90°)，疏水性(90°<θe<150°)或者非超疏水性(θe>150°)。接觸角越高，液-液相互作用的接觸角強(qiáng)度越大，使得該材料更疏水。每種潤(rùn)濕和非潤(rùn)濕解決方案的接觸角作用強(qiáng)度范圍如圖1-3[23]。親水和疏水兩種特性的重要性將潤(rùn)濕和擴(kuò)展應(yīng)用到許多其他的學(xué)科，例如有機(jī)化學(xué)，物理和機(jī)械工程。這些研究確定一種液體在表面上的潤(rùn)濕和擴(kuò)散能力。這是由兩種介質(zhì)之間的表面和界面相互作用決定的，并且在該研究領(lǐng)域已經(jīng)開始進(jìn)行了廣泛的探索和研究，以用于研究各種影響液體潤(rùn)濕和其擴(kuò)散行為鋪展模式的因素和張力。這些諸如范德華力，靜電力和其他固體分子間相互作用力之類的力相互作用決定了一種液體的潤(rùn)濕和擴(kuò)散能力。已經(jīng)開發(fā)出許多新的技術(shù)和工具來為研究者提供對(duì)液體潤(rùn)濕和其鋪展擴(kuò)散行為的最新見解。此類的技術(shù)和工具包括先進(jìn)的原子力分析顯微鏡，表面力分析儀器和其他分子流體動(dòng)力學(xué)。1805年，托馬斯楊(ThomasYoung)首先建立了基于化學(xué)均質(zhì)的平坦固體分子表面的第一張力定律。液相，氣相和/或固相之間的張力在界面作用處的比能被精確地描述為液體在表面處的張力。液體凝聚相用γIJ表示。γIJ的下標(biāo)是一個(gè)固體，液體(l)和固體蒸氣(v)之間的平衡界面。一個(gè)液體/蒸氣在其表面的平衡性能可以簡(jiǎn)單地將其表示為γ。因此當(dāng)液滴與固體的表面邊緣接觸時(shí)，它們可能會(huì)趨于以最低的固體能量密度達(dá)到平衡的狀態(tài)。可以通過楊氏方程式（1-1）描述在一個(gè)固體表面


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