超疏水、超光滑等超浸潤(rùn)表面在建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、海洋防污等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,成為目前材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。超疏水是指材料表面水接觸角大于150°,滾動(dòng)角小于10°,超疏水現(xiàn)象是微/納粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能化學(xué)組成共同作用的結(jié)果。而灌注液體型光滑多孔表面(SLIPS),也稱為超光滑表面,一般通過(guò)在粗糙基材上灌注潤(rùn)滑油獲得光滑的動(dòng)態(tài)液體覆蓋層。本文基于仿生學(xué)的思想,開展了超疏水和SLIPS表面的新型制備方法的研究,并拓展其在防污和防覆冰涂層方面的應(yīng)用。論文首先通過(guò)甲基三乙氧基硅烷、全氟已基磺�；被已趸柰橐约凹{米硅溶膠的水解共縮聚制備具有全疏和自清潔性能的超疏水涂層。通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑極性控制納米粒子團(tuán)聚,進(jìn)而調(diào)控涂層表面粗糙尺度和潤(rùn)濕性能,獲得全疏液型納米雜合涂層,水和正十六烷接觸角分別增大至158°和134°。該涂層可涂覆于如金屬、玻璃、棉布和紙張等材料表面,賦予其在嚴(yán)苛的環(huán)境如高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及油類污染下的自清潔和防粘附性能。通過(guò)該方法制備納米雜合涂層簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),在長(zhǎng)效防污自清潔等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在一步溶膠-凝膠法制備的納米雜合基材HC上浸潤(rùn)不同粘度的硅油,得到穩(wěn)定透明的光滑雜...

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
第2章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 超浸潤(rùn)表面
    2.2 超疏水表面
        2.2.1 超疏水表面的構(gòu)建機(jī)理
        2.2.2 超疏水表面的構(gòu)建方法
            2.2.2.1 化學(xué)刻蝕法
            2.2.2.2 化學(xué)沉積法
            2.2.2.3 層層自組裝
            2.2.2.4 模板法
            2.2.2.5 靜電紡絲法
            2.2.2.6 溶膠-凝膠法
        2.2.3 超疏水表面的應(yīng)用
            2.2.3.1 自清潔涂層
            2.2.3.2 防覆冰涂層
            2.2.3.3 油水分離
        2.2.4 超疏水表面在應(yīng)用中存在的問(wèn)題
    2.3 超光滑SLIPS表面
        2.3.1 SLIPS構(gòu)建機(jī)理
        2.3.2 SLIPS的構(gòu)建方法
            2.3.2.1 在刻蝕后的粗糙表面構(gòu)建SLIPS
            2.3.2.2 通過(guò)聚合物多孔膜構(gòu)建SLIPS
            2.3.2.3 在化學(xué)沉積的粗糙表面構(gòu)建SLIPS
            2.3.2.4 在溶膠-凝膠粗糙表面構(gòu)建SLIPS
            2.3.2.5 在層層自組裝粗糙表面構(gòu)建SLIPS
            2.3.2.6 聚合物溶脹法構(gòu)建SLIPS
        2.3.3 SLIPS的應(yīng)用
            2.3.3.1 防沾污
            2.3.3.2 促進(jìn)滴狀冷凝
            2.3.3.3 防結(jié)霜和防覆冰
            2.3.3.4 油水分離
            2.3.3.5 其他方面的應(yīng)用
        2.3.4 SLIPS在應(yīng)用中存在的問(wèn)題
    2.4 論文研究思路和主要研究?jī)?nèi)容
第3章 含氟全疏納米雜合涂層的制備及性能
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.1 試劑及規(guī)格
        3.2.2 溶膠-凝膠法制備氟化納米雜合涂層
    3.3 表征方法
        3.3.1 納米溶膠粒徑分析
        3.3.2 涂層環(huán)境掃描電子顯微鏡(FESEM)分析
        3.3.3 涂層的原子力顯微鏡(AFM)分析
        3.3.4 涂層表面元素分析(XPS)分析
        3.3.5 表面潤(rùn)濕性能測(cè)定
        3.3.6 油下自清潔以及抗血液、蛋白粘附測(cè)試
        3.3.7 熱重分析(TGA)
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 含氟納米雜化涂層的制備與表征
        3.4.2 表面潤(rùn)濕性能
        3.4.3 自清潔性能
        3.4.4 抗蛋白質(zhì)粘附性能
        3.4.5 全疏涂層的熱穩(wěn)定性
    3.5 小結(jié)
第4章 浸潤(rùn)硅油型超光滑雜化涂層的制備及性能
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
        4.2.1 試劑及規(guī)格
        4.2.2 納米雜合涂層以及超光滑涂層的制備
    4.3 表征方法
        4.3.1 紅外光譜(FT-IR)表征
        4.3.2 涂層表面元素分析(XPS)分析
        4.3.3 涂層環(huán)境掃描電子顯微鏡(FESEM)分析
        4.3.4 涂層的原子力顯微鏡(AFM)分析
        4.3.5 涂層透明度測(cè)試
        4.3.6 表面潤(rùn)濕性能測(cè)定
        4.3.7 穩(wěn)定性測(cè)試
        4.3.8 生物粘附測(cè)試
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 SHC的制備及表征
        4.4.2 表面潤(rùn)濕性能
        4.4.3 SHC的穩(wěn)定性
            4.4.3.1 剪切穩(wěn)定性測(cè)試
            4.4.3.2 蒸發(fā)穩(wěn)定性測(cè)試
            4.4.3.3 水流穩(wěn)定性測(cè)試
        4.4.4 SHC抗細(xì)菌粘附性能
        4.4.5 SHC抗蛋白粘附性能
    4.5 小結(jié)
第5章 高疏水及超光滑涂層的防覆冰性能對(duì)比研究
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)方法
        5.2.1 試劑及規(guī)格
        5.2.2 SiO₂@KH550的合成
        5.2.3 P(C₆SMA-r-SA-r-GMA)的合成
        5.2.4 高疏水涂層(FC)和超光滑涂層(SFC)的制備
    5.3 表征方法
        5.3.1 紅外光譜(FT-IR)表征
        5.3.2 涂層環(huán)境掃描電子顯微鏡(FESEM)分析
        5.3.3 涂層的原子力顯微鏡(AFM)分析
        5.3.4 表面潤(rùn)濕性能以及水滴在涂層表面結(jié)冰時(shí)間
        5.3.5 差式掃描量熱法(DSC)測(cè)量水的結(jié)晶溫度
        5.3.6 冰與表面附著力及循環(huán)測(cè)試
        5.3.7 抗結(jié)霜性能測(cè)試
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 高疏水FC和超光滑SFC的制備
            5.4.1.1 紅外分析(FT-IR)
            5.4.1.2 表面形貌分析
            5.4.1.3 表面潤(rùn)濕性能
        5.4.2 防覆冰性能
            5.4.2.1 防結(jié)冰性能
            5.4.2.2 疏冰性能
        5.4.3 防結(jié)霜性能
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要研究結(jié)論
    6.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3論文中存在的不足與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    作者介紹
    碩士期間學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3980801