飛機(jī)在低溫高濕條件下飛行時,過冷水滴會在機(jī)身以及機(jī)翼表面冷凝形成冰層,對飛機(jī)飛行以及操縱帶來安全問題。在飛機(jī)表面涂覆超疏水涂層被認(rèn)為是理想的防除冰策略。但是目前超疏水涂層存在著不耐磨損、化學(xué)穩(wěn)定性差、疏水性難以長期保持等問題。對此,本文制備了烷基化石墨烯基超疏水材料以及由環(huán)氧樹脂、全氟聚醚油、PTFE顆粒組成的超疏水涂層（PKFE涂層）,以期實現(xiàn)更佳的防除冰效果。首先,對氧化石墨烯（GO）表面官能團(tuán)進(jìn)行烷基化修飾,控制反應(yīng)時間獲得不同程度的烷基化GO（LGO、HGO）,解決了GO溶液易于團(tuán)聚的難題。修飾后的十八烷基胺-氧化石墨烯（ODA-GO）在溶液中均勻分散,且烷基化程度越高溶液越穩(wěn)定。同時,ODA-GO具有優(yōu)異的雙親性能,能夠在油/水界面處整齊地自組裝。通過設(shè)置不同工藝參數(shù)配制HGO油包水型皮克林乳液,實現(xiàn)液滴粒徑可調(diào)控,通過冷凍干燥技術(shù)制備出了帶有中空結(jié)構(gòu)的烷基化石墨烯基超疏水材料。其次,制備了由環(huán)氧樹脂、全氟聚醚油、PTFE顆粒組成的PKFE涂層,通過SEM表征技術(shù)和FTIR譜圖對PKFE涂層的化學(xué)結(jié)構(gòu)和微觀形貌進(jìn)行了表征分析,采用水滴靜態(tài)接觸角與動態(tài)接觸角實驗分析涂層表面的超... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 超疏水材料表面潤濕基本理論
        1.2.1 自然界超疏水材料潤濕現(xiàn)象
        1.2.2 超疏水材料表面潤濕理論
        1.2.3 動態(tài)接觸角理論
    1.3 石墨烯基超疏水材料的制備方法
        1.3.1 表面官能團(tuán)化方法
        1.3.2 冷凍干燥方法
        1.3.3 溶劑改性方法
        1.3.4 模板方法
        1.3.5 刻蝕技術(shù)
    1.4 超疏水涂層在防除冰系統(tǒng)中的應(yīng)用
        1.4.1 降低冰層粘附強(qiáng)度和低界面韌性
        1.4.2 防霜超疏水表面
        1.4.3 抵抗冰的積聚
        1.4.4 帶有超疏水涂層的鋁表面防除冰性能研究
    1.5 課題主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與分析測試方法
    2.1 實驗原料與實驗儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料的制備方法與工藝
        2.2.1 氧化石墨烯（GO）的制備
        2.2.2 烷基化氧化石墨烯（ODA-GO）的制備
        2.2.3 皮克林乳液的制備
        2.2.4 烷基化石墨烯基超疏水材料的制備
        2.2.5 超疏水涂層的制備
    2.3 材料微觀形貌與結(jié)構(gòu)表征方法
        2.3.1 材料的微觀形貌表征
        2.3.2 材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
    2.4 材料性能的測試方法
        2.4.1 接觸角測試
        2.4.2 表面張力的測定
第3章 烷基化氧化石墨烯的制備及表/界面活性研究
    3.1 引言
    3.2 烷基化化學(xué)修飾原理
    3.3 ODA-GO的表面形貌與化學(xué)結(jié)構(gòu)表征
        3.3.1 ODA-GO的表面形貌表征
        3.3.2 ODA-GO的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征與分析
    3.4 LGO、HGO溶液分散性的對比
    3.5 HGO的界面自組裝
    3.6 GO、LGO、HGO表面張力以及臨界膠束濃度的確定
    3.7 烷基化修飾后PH值對GO、HGO皮克林乳液穩(wěn)定性的影響
    3.8 本章小結(jié)
第4章 烷基化石墨烯基超疏水材料的制備
    4.1 引言
    4.2 皮克林乳液的類型以及形成理論
        4.2.1 皮克林乳液的類型
        4.2.2 皮克林乳液的形成機(jī)理
    4.3 工藝參數(shù)對皮克林乳液粒徑的影響
        4.3.1 轉(zhuǎn)速對乳液粒徑的影響
        4.3.2 油水比對乳液粒徑的影響
        4.3.3 HGO濃度對乳液粒徑的影響
    4.4 烷基化石墨烯基超疏水材料的制備
    4.5 本章小結(jié)
第5章 PKFE超疏水涂層的制備及烷基化石墨烯/全氟聚醚防除冰性能評價
    5.1 引言
    5.2 PKFE超疏水涂層制備原理
    5.3 PKFE超疏水涂層的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征與分析
    5.4 PKFE超疏水涂層耐腐蝕性能測試與評價
    5.5 PKFE涂層耐磨損性能評價
    5.6 PKFE涂層膠帶粘結(jié)性能評價
    5.7 烷基化石墨烯/全氟聚醚防除冰性能評價
        5.7.1 烷基化石墨烯/全氟聚醚冰粘附力測試
        5.7.2 PKFE涂層表面水滴臨界直徑
        5.7.3 延緩結(jié)冰時間性能評價
    5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]通過pH值調(diào)控的氧化石墨烯片層尺寸、表面化學(xué)和電化學(xué)性質(zhì)（英文）[J]. 吳慧,呂偉,邵姣婧,張辰,吳明鉑,李寶華,楊全紅.  新型炭材料. 2013(05)
[2]飛機(jī)結(jié)冰對于飛行安全的重大危害分析[J]. 羅茜,王亞莉.  科技視界. 2012(20)
[3]微乳液的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 秦承寬,柴金嶺,陳景飛.  山西化工. 2006(06)

博士論文
[1]Ti6Al4V超疏水表面的構(gòu)建及其防/除冰機(jī)理研究[D]. 沈一洲.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]氧化石墨烯功能化應(yīng)用研究[D]. 田正山.東南大學(xué) 2015
[3]基于陽離子表面活性劑的揮發(fā)性有機(jī)物微乳增溶吸收體系[D]. 蔣蕾.昆明理工大學(xué) 2013
[4]皮克林乳液型ASA的微粒乳化及應(yīng)用研究[D]. 于得海.華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]以氧化石墨烯為穩(wěn)定劑制備聚合物多孔材料[D]. 鄭正.復(fù)旦大學(xué) 2014
[2]短碳鏈醇形成微乳液的相行為、增溶性能及其水/油相中溶解度的研究[D]. 夏艷.山東師范大學(xué) 2009
[3]結(jié)冰對飛機(jī)飛行性能影響的研究[D]. 蔣天俊.南京航空航天大學(xué) 2008



本文編號：3160346