超疏水、超光滑等超浸潤表面在建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、海洋防污等領域具有廣泛的應用前景,成為目前材料研究領域的熱點。超疏水是指材料表面水接觸角大于150°,滾動角小于10°,超疏水現(xiàn)象是微/納粗糙結構和低表面能化學組成共同作用的結果。而灌注液體型光滑多孔表面(SLIPS),也稱為超光滑表面,一般通過在粗糙基材上灌注潤滑油獲得光滑的動態(tài)液體覆蓋層。本文基于仿生學的思想,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用。論文首先通過甲基三乙氧基硅烷、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。通過調節(jié)溶劑極性控制納米粒子團聚,進而調控涂層表面粗糙尺度和潤濕性能,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,賦予其在嚴苛的環(huán)境如高溫、強酸、強堿以及油類污染下的自清潔和防粘附性能。通過該方法制備納米雜合涂層簡單經(jīng)濟,在長效防污自清潔等領域具有廣泛的應用前景。在一步溶膠-凝膠法制備的納米雜合基材HC上浸潤不同粘度的硅油,得到穩(wěn)定透明的光滑雜...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
第2章 文獻綜述
    2.1 超浸潤表面
    2.2 超疏水表面
        2.2.1 超疏水表面的構建機理
        2.2.2 超疏水表面的構建方法
            2.2.2.1 化學刻蝕法
            2.2.2.2 化學沉積法
            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 超疏水表面在應用中存在的問題
    2.3 超光滑SLIPS表面
        2.3.1 SLIPS構建機理
        2.3.2 SLIPS的構建方法
            2.3.2.1 在刻蝕后的粗糙表面構建SLIPS
            2.3.2.2 通過聚合物多孔膜構建SLIPS
            2.3.2.3 在化學沉積的粗糙表面構建SLIPS
            2.3.2.4 在溶膠-凝膠粗糙表面構建SLIPS
            2.3.2.5 在層層自組裝粗糙表面構建SLIPS
            2.3.2.6 聚合物溶脹法構建SLIPS
        2.3.3 SLIPS的應用
            2.3.3.1 防沾污
            2.3.3.2 促進滴狀冷凝
            2.3.3.3 防結霜和防覆冰
            2.3.3.4 油水分離
            2.3.3.5 其他方面的應用
        2.3.4 SLIPS在應用中存在的問題
    2.4 論文研究思路和主要研究內(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 實驗方法
        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 表面潤濕性能測定
        3.3.6 油下自清潔以及抗血液、蛋白粘附測試
        3.3.7 熱重分析(TGA)
    3.4 結果與討論
        3.4.1 含氟納米雜化涂層的制備與表征
        3.4.2 表面潤濕性能
        3.4.3 自清潔性能
        3.4.4 抗蛋白質粘附性能
        3.4.5 全疏涂層的熱穩(wěn)定性
    3.5 小結
第4章 浸潤硅油型超光滑雜化涂層的制備及性能
    4.1 前言
    4.2 實驗方法
        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 涂層透明度測試
        4.3.6 表面潤濕性能測定
        4.3.7 穩(wěn)定性測試
        4.3.8 生物粘附測試
    4.4 結果與討論
        4.4.1 SHC的制備及表征
        4.4.2 表面潤濕性能
        4.4.3 SHC的穩(wěn)定性
            4.4.3.1 剪切穩(wěn)定性測試
            4.4.3.2 蒸發(fā)穩(wěn)定性測試
            4.4.3.3 水流穩(wěn)定性測試
        4.4.4 SHC抗細菌粘附性能
        4.4.5 SHC抗蛋白粘附性能
    4.5 小結
第5章 高疏水及超光滑涂層的防覆冰性能對比研究
    5.1 前言
    5.2 實驗方法
        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 表面潤濕性能以及水滴在涂層表面結冰時間
        5.3.5 差式掃描量熱法(DSC)測量水的結晶溫度
        5.3.6 冰與表面附著力及循環(huán)測試
        5.3.7 抗結霜性能測試
    5.4 結果與討論
        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 表面潤濕性能
        5.4.2 防覆冰性能
            5.4.2.1 防結冰性能
            5.4.2.2 疏冰性能
        5.4.3 防結霜性能
    5.5 小結
第6章 總結與展望
    6.1 論文主要研究結論
    6.2 論文主要創(chuàng)新點
    6.3論文中存在的不足與展望
參考文獻
附錄
    作者介紹
    碩士期間學術成果



本文編號：3980801