硅橡膠材料具有極好的電絕緣性和絕熱性,被廣泛應用于電力工業(yè)中。硅橡膠還具有優(yōu)異的憎水性和憎水遷移性,表面污染后其疏水性也能恢復。但是在低溫潮濕環(huán)境下,硅橡膠表面的憎水性會逐漸喪失,其憎水恢復性也會顯著變慢,難以有效阻止水分和污染物的吸附,導致硅橡膠絕緣子在高電壓下的污閃仍會發(fā)生。為了提高硅橡膠材料的憎水性,本文中提出了一種使用納秒激光高效、綠色、穩(wěn)定的制備硅橡膠超疏水表面的方法,并研究分析了其抗結冰結霜性能。分析了硅橡膠表面浸潤性由疏水轉變?yōu)槌杷臋C理并觀察硅橡膠超疏水表面的形貌。硅橡膠表面材料在激光束的作用下受熱發(fā)生裂解,直徑約100-150nm的小顆粒無規(guī)則的聚攏在一起,形成海綿狀微納復合結構,排列形成了具有層次感、類似魚鱗狀的表面結構,使表面具備超疏水性能。通過EDS檢測發(fā)現,與原始表面相比,加工形成的超疏水表面的化學元素含量基本不變。FTIR測試結果發(fā)現硅橡膠表面的主鏈斷裂,Si-O-Si鍵拉伸頻率改變,而化學性質并未發(fā)生變化,由此推斷硅橡膠表面在納秒激光作用下產生了微納復合結構是其潤濕性發(fā)生變化的直接原因。分析了經不同激光能量密度加工后硅橡膠表面的微觀形貌及潤濕性的變化規(guī)律... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學湖北省

【文章頁數】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

平衡狀態(tài)下液滴接觸角與界面張力關系

f1、f2分別為兩種介質在單位面積中所占的面具有微納復合結構的超疏水表面而言，假設水與看出，固體介質所占面積分數對表觀接觸角具有即復合接觸表面全部為氣-液接觸時，θc 接近于 18可以達到理想的超疏水狀態(tài)；當 f 值近似為 1，即θc 近似等于本征接觸角 θ。因此,可以通過減小固體結構中截留氣體所占的比例，從而增大表觀接觸于受到外界因素的影響，例如液滴受到震動、擠的自重較大等，液滴會有部分進入表面微結構的，使得固體表面同時存在Wenzel和Cassie狀態(tài)，即滴在粗糙表面的三種狀態(tài)模型如圖 1.2 所示。液滴ssie 模型轉變?yōu)?Wenzel 模型，但是這種轉變是不可

備超疏水特性的兩個必要條件：一是低的表面能，因此,制備硅橡膠超疏水表面的關鍵就是要構建合適。目前,只有少量關于硅橡膠超疏水表面制備技術采用 CF4感性和容性 2 種耦合等離子體分別對絕緣了改性后試樣的表面微觀形貌，并分析了表面化學4射頻等離子體處理過程中,樣品表面發(fā)生氟化、剝發(fā)生改變同時也引入了含氟基團。剝離和刻蝕增大基團的引入則降低了硅橡膠的表面自由能，這兩個射頻等離子體改性后的硅橡膠表面的疏水性大幅度用高壓靜電噴涂技術制備出硅橡膠超疏水表面，如圖達 163.4°的靜態(tài)接觸角，滾動角僅為 4.3°。試驗中組合成分，其中包含 AB 組分的高溫硫化液體硅橡溶液極性的 N,N－二甲基甲酰胺、構建表面微納結表面自由能的十七氟三甲氧基硅烷。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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[3]CF4射頻等離子體硅橡膠表面疏水疏油改性研究[D]. 高松華.中南大學 2008

碩士論文
[1]絕緣子半導體超疏水復合涂層的制備方法與防覆冰性能[D]. 龔奕宇.重慶大學 2012



本文編號：3003608