低反射率、抗水滴撞擊、超疏水等多功能表面被廣泛應用于航天航空,光學等領(lǐng)域。等離子體刻蝕制備納米結(jié)構(gòu)并與沉積氟碳膜相結(jié)合,是制備低反射率、抗水滴撞擊等功能化表面的有效手段之一。本實驗通過氧氣刻蝕和氟碳膜沉積改性工藝在聚丙烯（PP）表面制備不同納米結(jié)構(gòu)。其中氧氣處理10 min,氟碳膜沉積1-20 min。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線光電子能譜（XPS）、紫外可見分光光度計（UV-Vis）等分析表征方法,對不同氟碳膜沉積時間下的聚丙烯表面的納米結(jié)構(gòu)的形成過程及機制、化學成分、表面液滴蒸發(fā)過程、表面抗水滴撞擊和抗反射性能進行分析與研究。研究結(jié)果表明,經(jīng)SEM顯示,氧氣刻蝕后PP表面出現(xiàn)納米織構(gòu),沉積氟碳膜后,納米織構(gòu)演變?yōu)榧{米柱結(jié)構(gòu)。隨氟碳膜沉積時間的增加,由于鞘層中離子濺射作用,降低納米柱側(cè)面的等離子體聚合物沉積速率,使得納米柱狀在氟碳膜沉積20 min后進一步轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米錐狀結(jié)構(gòu)。XPS分析表明,氟碳膜沉積時間引發(fā)F含量增加但是對PP表面氟碳膜的C1s組分及相對含量無影響。在納米柱和納米錐結(jié)構(gòu)表面,蒸發(fā)溫度不影響水滴的蒸發(fā)狀態(tài),水滴狀態(tài)均從低粘附性Cassie態(tài)向高粘附性Wenze... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

無模板下制各微納米結(jié)構(gòu)111]

的變化綜合控制，在低壓下，活性粒子之間的平均自由程對沉積均勻的氟碳要的，低壓也可以增加等離子體與基體材料表面的交互作用ｌ２Ｍ６］。沉積速率動速率成正比例，增加單體的流動速率會降低等離子體中單體反應駐留時間，速率降低，此外單體流動速率的增加也會增加反應腔室的壓強，影響沉積薄。聚合物薄膜的沉積速率與輸入功率在沉積速率達到最大之前，兩者成正隨著沉積功率的繼續(xù)增加，沉積速率幾乎沒有發(fā)生較大的變化，沉積速率達體與系列反應之間能量達到平衡。基體溫度的升高會降低等離子體聚積速率，在髙溫下，單體的髙度碎裂會增加沉積聚合物的交聯(lián)和支化，沉積化??離子體在聚合物上聚合沉積是氣－固反應過程，不使用化學試劑，比化學方法藝操作過程簡單，對基體材料的本體不產(chǎn)生影響，較傳統(tǒng)的聚合時可以制備膜如圖１．３［２７］，也不會由于溶劑的存在造成涂層不純凈而導致材料的不穩(wěn)定??離子體聚合會改變聚合物表面形貌與結(jié)構(gòu)等變化，導致表面親水／疏水性能，能等發(fā)生變化。??Ｍｏｎｏｍｅｒ

Ｆｉｇ．?１．１１?Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ?（ｂ）?ｓｐｅｃｔｒａ?ｉｎ?ｔｈｅ?３００－８００?ｎｍ?ｒａｎｇｅ?ｆｏｒ?ＰＳ?ｎａｔｉｖｅ?ａｎｄ?ｔｈｏｓｅ??ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ?ｗｉｔｈ?ｔｈｅ?ＣＦ４?ｅｔｃｈｉｎｇ／Ｃ４Ｆｓ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｔｃｈｉｎｇ?ｄｕｒａｔｉｏｎ??１．３等離子體納米織構(gòu)化聚合物表面性能研究??１．３．１納米織構(gòu)表面超疏水性??由于表面抗腐蝕，抗水滴撞擊，自清潔，油水分離等性能的廣泛應用固體表??面的潤濕性起著非常重要的作用。靜態(tài)接觸角大于１５０°并且滾動角度小于１０°的表面稱??之為超疏水表面［４１］。超疏水的表面需要具備低表面能和一定的粗糙度兩個條件。??Ｙｏｕｎｇ方程（方程１．１）可以預測平坦表面上液體與固體接觸時的接觸角，適用于光滑??且化學成分均勻的平坦表面［４２］。??ｃｏｓ０＝（ＹＳＶ－ＹＳＬ）／ＹＬＶ?（１１）??其中ＹＳＶ為氣體與固體界面張力，ＹＳＩｊ為固－液界面張力，Ｙ！＾為液氣界面張力。??然而Ｗｅｎｚｅｌ模型＿和Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ模型＿提出了粗糙表面上的潤濕行為。在??Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)中，液體與固體表面完全接觸并完全滲透于粗糙結(jié)構(gòu)內(nèi)部（圖１．１２中的（ｃ）??圖）。這就意味著粗糙的固體表面比光滑的表面具有較大的表面積，所以楊氏方程被??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]超疏水材料表面液—氣界面的穩(wěn)定性及演化規(guī)律[J]. 呂鵬宇,薛亞輝,段慧玲.  力學進展. 2016(00)
[2]氧等離子體改性聚乙烯表面的疏水性過回復機制[J]. 李昱鵬,張志超,李聲耀,石偉,雷明凱.  高等學校化學學報. 2014(08)

碩士論文
[1]等離子體納米織構(gòu)化聚乙烯超疏水表面水滴撞擊性能研究[D]. 王嘉雨.大連理工大學 2015



本文編號：3124058