超疏水涂層因其特殊的非浸潤性在眾多領(lǐng)域展示了較好的應用潛能。納米復合超疏水涂層是一類常見的超疏水涂層,其含有納米材料（如SiO₂、Al₂O₃、TiO₂和ZnO等）,導致涂層的耐久性差而限制其商業(yè)化。為此,本文以提高耐久性為切入點,設計一種高柔性的氟化二氧化硅（F-SiO₂）@聚二甲基硅氧烷（PDMS）超疏水涂層,并開展相關(guān)基礎(chǔ)理論與性能研究。論文的主要工作及結(jié)論如下:（1）采用兩步噴涂法制備超疏水涂層,重點研究F-SiO₂納米顆粒的含量和粒徑,以及PDMS的預固化時間對涂層潤濕性的影響。結(jié)果表明,當F-SiO₂納米顆粒的粒徑為20 nm,F-SiO₂納米顆粒的百分含量為0.88%,PDMS的預固化時間為10 min,獲得了納米顆粒與樹脂結(jié)合較好的F-SiO₂@PDMS超疏水涂層。（2）F-SiO₂@PDMS超疏水涂層具有山巒狀微觀結(jié)構(gòu)形貌和較小的水滴粘附力,展示了良好的... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

(a,b)荷葉的數(shù)碼照片和掃描電鏡圖；(c,d)水黽的數(shù)碼照片和掃描電鏡圖；(e,f)水稻的數(shù)碼照片和掃描電鏡圖

F-SiO2@PDMS 超疏水涂層的制備及性能研究直徑小于 3 μm 的剛毛，微小的剛毛中存在的納米尺寸凹槽，有助于儲存空氣，這水黽所受的浮力達到身體重量的 60 倍以上，因此它可以不費吹灰之力地在水面上穿 超疏水表面潤濕基礎(chǔ)物體表面粒子（原子或分子）由于存在較少的化學鍵與內(nèi)部粒子（原子或分子）結(jié)體表面的能量比內(nèi)部能量高。當液滴在固體表面時，較高的表面能量產(chǎn)生了表面張固、液、氣三相界面之間的表面張力作用下達到平衡，使得系統(tǒng)的能量趨于最小而接觸角(ContactAngle,CA)就是在這種平衡體系下建立的一個變量，它表示氣-液界面三相交點(O)的切線與固-液界面的夾角(θ)，也是評價固體潤濕性能的重要指標。一 大小，潤濕性主要分為四種情況，如圖 1.2 所示。當 =0°時，表示液體完全潤濕固體 ＜90°時，液體可潤濕固體，且數(shù)值越小，表明液體越容易潤濕固體表面，此時的稱為親水表面；當 90°< <180°時，液體難潤濕固體表面，且數(shù)值越大，表明液體越固體表面，此時的固體表面被稱為疏水表面；當 =180°時，表明液體完全不能潤濕，超疏水表面是一類接觸角大于 150°，滾動角(SlidingAngle, SA)小于 10°的表面。

圖 1.3 三種不同的潤濕模型：(a)Wenzel 模型；(b)Cassie-Baxter 模型；(c)Marmur 模型.2 超疏水材料的制備技術(shù)近年來，隨著仿生學的興起，納米材料、納米器件和功能表面的設計和制備方面取得了的發(fā)展。其中，受荷葉啟發(fā)的超疏水表面以特殊的非浸潤性而備受關(guān)注�；诒砻鏉櫇窭碚撚嫵杷砻娴乃悸分饕ㄕ{(diào)控微納米粗糙結(jié)構(gòu)和降低表面能，以下詳細地介紹四種主制備技術(shù)。.2.1 刻蝕法刻蝕法指的是通過電流、化學物質(zhì)、等離子以及激光等介質(zhì)對目標物體進行加工和處理術(shù)。Kumar 等[11]通過 FeCl3和 HCl 混合液的化學刻蝕在鐵網(wǎng)上構(gòu)筑多級結(jié)構(gòu)，然后在十六三甲氧基硅烷(HDTMS)中修飾后，獲得超疏水鐵網(wǎng)。這種超疏水鐵網(wǎng)經(jīng)過 450°C 加熱 1h0 次彎曲和 35 次扭轉(zhuǎn)后，仍然保持超疏水性能，展示了優(yōu)異的耐高溫性能和機械柔韌性。K[12]利用兩步化學刻蝕法，先后經(jīng)過 HF 和 NaCl 溶液刻蝕，修飾后得到超疏水性能優(yōu)異的不，接觸角高達168°，其制備過程如圖 1.4所示。Wang等[13]通過將鋁合金在H2SO4、草酸(C2H2

【參考文獻】：
期刊論文
[1]天然超疏水生物表面研究的新進展[J]. 高雪峰,江雷.  物理. 2006(07)
[2]從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J]. 江雷.  化工進展. 2003(12)



本文編號：3101775