超疏水表面由于具有特殊的潤濕性能而在流體減阻、自清潔、防結(jié)冰等領(lǐng)域具有潛在的使用價值。粗糙結(jié)構(gòu)及低表面自由能是材料表面達(dá)到超疏水性的兩個必要因素,科研人員根據(jù)這兩個因素提出了溶膠-凝膠、刻蝕、電紡絲等制備超疏水表面的方法。但這些方法存在操作復(fù)雜、儀器昂貴等缺點,使超疏水表面難以實現(xiàn)大面積制備。簡化制備過程,降低成本,對于超疏水表面的應(yīng)用具有十分重要的意義。本文結(jié)合超疏水表面的兩個必要因素,以玻璃為基材制備出具有粗糙結(jié)構(gòu)的超疏水涂層。借助SEM及FT-IR對涂層表面形貌及化學(xué)組成進(jìn)行表征,并對涂層表面潤濕性,自清潔性,耐化學(xué)性,力學(xué)性等性能做了相應(yīng)測試。具體內(nèi)容如下:(1)通過有機(jī)-無機(jī)雜化法制備出表面同時存在粗糙結(jié)構(gòu)及低表面自由能的EP/PDMS-DTES/SiO₂涂層。當(dāng)EP=0.2g,m-SiO₂/n-SiO₂=1.8g/0.3g時,涂層表面的粗糙結(jié)構(gòu)可以充分顯露,涂層與基材之間具有優(yōu)異的結(jié)合力,使其表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能及較高的靜態(tài)水接觸角,WCA=152.5^o。此外性能測試表明該涂層具有優(yōu)異的...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 綜述
    1.1 序言
    1.2 潤濕
        1.2.1 浸潤及其表征
        1.2.2 滾動角與接觸滯后角
    1.3 浸潤理論
        1.3.1 Young’s方程
        1.3.2 Wenzel模型
        1.3.3 Cassie模型
    1.4 超疏水的制備方法
        1.4.1 溶膠-凝膠法
        1.4.2 刻蝕法
        1.4.3 靜電紡絲法
        1.4.4 組裝法
        1.4.5 沉積法
        1.4.6 相分離法
        1.4.7 模板法
        1.4.8 其它方法
    1.5 超疏水表面的實際應(yīng)用
        1.5.1 自清潔領(lǐng)域
        1.5.2 防腐領(lǐng)域
        1.5.3 防結(jié)冰領(lǐng)域
        1.5.4 油水分離領(lǐng)域
        1.5.5 流體減阻領(lǐng)域
        1.5.6 其他領(lǐng)域
    1.6 本文研究意義及內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗原料、儀器及表征
    2.1 實驗原料
    2.2 實驗設(shè)備及儀器
    2.3 分析與測試
        2.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征
        2.3.2 接觸角(WCA)測試
        2.3.3 表面形貌(SEM)表征
        2.3.4 TG測試
        2.3.5 耐溫性能測試
        2.3.6 XPS表征
第三章 有機(jī)/無機(jī)雜化超疏水涂層的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 EP/SIO₂/PDMS-DTES超疏水涂層的制備
        3.2.1 EP/SiO₂/PDMS-DTES超疏水涂層的制備原理
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)表征
        3.3.2 涂層的潤濕性
        3.3.3 SEM表面分析
    3.4 涂層性能研究
        3.4.1 涂層自清潔性能研究
        3.4.2 涂層的防污性能測試
        3.4.3 涂層耐磨性能測試
        3.4.4 涂層耐溫性研究
        3.4.5 涂層耐化學(xué)性測試
        3.4.6 涂層的戶外和紫外光穩(wěn)定性
        3.4.7 涂層在不同基片上的適用性
        3.4.8 涂層表面耐腐性與疏水性的可修復(fù)性探究
    3.5 本章小結(jié)
第四章 EP/ZnO/STA超疏水涂層的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 EP/ZnO涂層的制備
        4.2.2 EP/ZnO/STA超疏水涂層的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同參數(shù)對EP/ZnO/STA涂層潤濕性能的影響
        4.3.2 SEM表面分析
        4.3.3 FT-IR及 XPS表征
    4.4 EP/ZNO/STA超疏水涂層性能表征
        4.4.1 涂層自清潔性能測試
        4.4.2 涂層耐酸堿性能測試
        4.4.3 涂層耐候性能測試
        4.4.4 涂層耐磨性能測試
        4.4.5 涂層表面水流沖擊測試
        4.4.6 涂層耐鹽性能測試
        4.4.7 涂層超疏水性能的可修復(fù)性研究
        4.4.8 涂層超疏水穩(wěn)定性測試
        4.4.9 涂層對不同基材的適用性
    4.5 本章小結(jié)
第五章 EP/m-EP-SiO₂/DTES超疏水涂層的制備及性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 m-EP疏水粒子的制備及表征
        5.2.2 SiO₂納米粒子的改性及表征
        5.2.3 EP/m-EP-SiO₂/DTES混合溶液的制備
        5.2.4 EP/m-EP-SiO₂/DTES超疏水涂層的制備
        5.2.5 環(huán)氧樹脂的低表面能改性
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 FT-IR表征
        5.3.2 不同參數(shù)對EP/m-EP-SiO₂/DTES涂層潤濕性能的影響
        5.3.3 SEM表面分析
    5.4 EP/M-EP-SIO₂/DTES超疏水涂層性能研究
        5.4.1 涂層自清潔性能測試
        5.4.2 涂層耐摩擦性能測試
        5.4.3 涂層耐酸堿性能測試
        5.4.4 涂層耐溫性能測試
        5.4.5 涂層疏水性的可修復(fù)性研究
        5.4.6 涂層耐剝離性測試
        5.4.7 涂層表面水流沖擊測試
        5.4.8 涂層超疏水性穩(wěn)定測試
        5.4.9 涂層對各種基材的適用性研究
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3800287