低成本超疏液薄膜的制備及潤(rùn)濕性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-09-11 19:52
近三十年來(lái),超疏水材料已經(jīng)被深入研究,并且被廣泛應(yīng)用與建筑涂料以及交通航空等多個(gè)領(lǐng)域。雖然超疏水材料可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水有超過(guò)150°的接觸角,但它們通常對(duì)低表面張力的液體反而更加親液,例如油類、有機(jī)溶劑等,表面張力通常只有水的1/3,在超疏水表面一般會(huì)迅速鋪展開(kāi)從而無(wú)法獲得90度以上的疏油效果。超疏液(superlyophobic)材料作為超疏水材料的升級(jí)和擴(kuò)展,從而引發(fā)科學(xué)界濃厚的研究興趣。所謂超疏液材料對(duì)幾乎所有液體都具有150度左右或更大的接觸角,可以極大降低任何液體在該表面上的粘附力和流動(dòng)阻力,因此有望取代超疏水材料并應(yīng)用于更多領(lǐng)域。本文圍繞超疏液(超疏水且超疏油)薄膜表面的制備及潤(rùn)濕性能的表征展開(kāi)研究。利用成本低廉的EVA乳液作為材料來(lái)制備透明乳液薄膜,然后在其薄膜表面做表面修飾,從而制備出具有超疏液特性的薄膜。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)為:其一,以Si基模板為母板,制備具有超疏液特性的薄膜。首先,以Si基模板為母版,利用“轉(zhuǎn)印工藝”,借助彈性材料,將Si基模板的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)印到可固化材料表面,從而獲得與Si基模板表面互補(bǔ)的結(jié)構(gòu),然后在其表面旋涂EVA乳液,從而制備出具有與Si基模板相一致的微...
【文章來(lái)源】:遼寧師范大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景
1.1.1 液體污染及處理對(duì)策
1.1.2 開(kāi)發(fā)超疏液材料的意義
1.2 超疏液表面的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 超疏液表面的國(guó)外現(xiàn)狀
1.2.2 超疏液表面的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
1.3 選題意義以及內(nèi)容簡(jiǎn)介
1.3.1 超疏液表面的工程化制備工藝
1.3.2 本文內(nèi)容簡(jiǎn)介
第二章 潤(rùn)濕現(xiàn)象和超疏液原理
2.1 潤(rùn)濕過(guò)程和潤(rùn)濕現(xiàn)象幾個(gè)物理量
2.1.1 潤(rùn)濕過(guò)程
2.1.2 表面張力
2.1.3 理想固體表面接觸角和楊氏方程
2.1.4 接觸角滯后現(xiàn)象
2.1.5 前進(jìn)角和后退角
2.1.6 接觸角滯后
2.2 粗糙表面的潤(rùn)濕性質(zhì)
2.3 粗糙表面潤(rùn)濕模型
2.3.1 Wenzel模型
2.3.2 Cassie模型
2.3.3 Wenzel和Cassie共存態(tài)
2.4 超疏液結(jié)構(gòu)介紹
2.4.1 倒懸結(jié)構(gòu)
2.4.2 多重凹形結(jié)構(gòu)
2.5 倒懸微結(jié)構(gòu)疏液原理
第三章 低成本超疏液薄膜的制備
3.1 試劑材料與實(shí)驗(yàn)步驟
3.1.1 試劑材料
3.2 本文所用材料介紹
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 雙層光刻膠法
3.3.2 Si基模板法
3.4 軟復(fù)制工藝
3.5 超疏液薄膜表面結(jié)構(gòu)
3.5.1 過(guò)刻蝕制備超疏液表面的結(jié)構(gòu)表征
3.5.2 轉(zhuǎn)印Si基模板制備超疏液薄膜表面
3.6 潤(rùn)濕性能表征
3.6.1 薄膜氟化時(shí)間與薄膜潤(rùn)濕性
3.6.2 接觸角對(duì)比
3.6.3 透明性的對(duì)比
3.6.4 粘附性及拉伸性對(duì)比
3.6.5 液滴操控
第四章 超疏液材料的局限以及應(yīng)用
4.1 超疏液材料的局限
4.2 解決超疏液材料局限的分析
4.3 超疏液材料的應(yīng)用
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文以及所獲榮譽(yù)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]VAE乳液膠粘劑的應(yīng)用發(fā)展[J]. 王香愛(ài),楊珊. 中國(guó)膠粘劑. 2013(09)
[2]Nanoparticles assembly-induced special wettability for bio-inspired materials[J]. Shuai Yang,Xu Jin,Kesong Liu,Leijiang. Particuology. 2013(04)
[3]PERSPECTIVES IN MECHANICS OF HETEROGENEOUS SOLIDS[J]. C.Q.Chen 1 J.Z.Cui 2 H.L.Duan 3 X.Q.Feng 1 L.H.He 4 G.K.Hu 5 M.J.Huang 6 Y.Z.Huo 7 B.H.Ji 5 B.Liu 1 X.H.Peng 8 H.J.Shi 1 Q.P.Sun 9 J.X.Wang 3 Y.S.Wang 10 H.P.Zhao 1 Y.P.Zhao 11 Q.S.Zheng 1 W.N.Zou 6 (1 Department of Engineering Mechanics,AML,Tsinghua University,Beijing 100084,China) (2 Academy of Mathematics and Systems Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China) (3 State Key Laboratory for Turbulence and Complex System and Department of Mechanics and Aerospace Engineering,College of Engineering,Peking University,Beijing 100871,China) (4 CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials,University of Science and Technology of China,Hefei,Anhui 230026,China) (5 School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China) (6 Institute for Advanced Study,Nanchang University,Nanchang 330031,China) (7 Department of Mechanics and Engineering Sciences,Fudan University,220 Handa Road,Shanghai 200433,China) (8 Department of Engineering Mechanics,Chongqing University,Chongqing 400044,China) (9 Department of Mechanical Engineering,Hong Kong University of Science and Technology,Hong Kong,China) (10 Institute of Engineering Mechanics,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China) (11 State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics,Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2011(01)
[4]VAE乳液研究進(jìn)展[J]. 王文婷. 中國(guó)膠粘劑. 2010(08)
[5]VAE乳液對(duì)PU乳液共混改性的研究[J]. 張武英,林峰. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(01)
[6]聚四氟乙烯的改性及應(yīng)用[J]. 謝蘇江. 化工新型材料. 2002(11)
[7]VAE乳液及其膠粘劑[J]. 李子?xùn)|,李廣宇,于敏. 粘接. 2001(06)
本文編號(hào):3393615
【文章來(lái)源】:遼寧師范大學(xué)遼寧省
【文章頁(yè)數(shù)】:61 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景
1.1.1 液體污染及處理對(duì)策
1.1.2 開(kāi)發(fā)超疏液材料的意義
1.2 超疏液表面的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1 超疏液表面的國(guó)外現(xiàn)狀
1.2.2 超疏液表面的國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀
1.3 選題意義以及內(nèi)容簡(jiǎn)介
1.3.1 超疏液表面的工程化制備工藝
1.3.2 本文內(nèi)容簡(jiǎn)介
第二章 潤(rùn)濕現(xiàn)象和超疏液原理
2.1 潤(rùn)濕過(guò)程和潤(rùn)濕現(xiàn)象幾個(gè)物理量
2.1.1 潤(rùn)濕過(guò)程
2.1.2 表面張力
2.1.3 理想固體表面接觸角和楊氏方程
2.1.4 接觸角滯后現(xiàn)象
2.1.5 前進(jìn)角和后退角
2.1.6 接觸角滯后
2.2 粗糙表面的潤(rùn)濕性質(zhì)
2.3 粗糙表面潤(rùn)濕模型
2.3.1 Wenzel模型
2.3.2 Cassie模型
2.3.3 Wenzel和Cassie共存態(tài)
2.4 超疏液結(jié)構(gòu)介紹
2.4.1 倒懸結(jié)構(gòu)
2.4.2 多重凹形結(jié)構(gòu)
2.5 倒懸微結(jié)構(gòu)疏液原理
第三章 低成本超疏液薄膜的制備
3.1 試劑材料與實(shí)驗(yàn)步驟
3.1.1 試劑材料
3.2 本文所用材料介紹
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 雙層光刻膠法
3.3.2 Si基模板法
3.4 軟復(fù)制工藝
3.5 超疏液薄膜表面結(jié)構(gòu)
3.5.1 過(guò)刻蝕制備超疏液表面的結(jié)構(gòu)表征
3.5.2 轉(zhuǎn)印Si基模板制備超疏液薄膜表面
3.6 潤(rùn)濕性能表征
3.6.1 薄膜氟化時(shí)間與薄膜潤(rùn)濕性
3.6.2 接觸角對(duì)比
3.6.3 透明性的對(duì)比
3.6.4 粘附性及拉伸性對(duì)比
3.6.5 液滴操控
第四章 超疏液材料的局限以及應(yīng)用
4.1 超疏液材料的局限
4.2 解決超疏液材料局限的分析
4.3 超疏液材料的應(yīng)用
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文以及所獲榮譽(yù)
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]VAE乳液膠粘劑的應(yīng)用發(fā)展[J]. 王香愛(ài),楊珊. 中國(guó)膠粘劑. 2013(09)
[2]Nanoparticles assembly-induced special wettability for bio-inspired materials[J]. Shuai Yang,Xu Jin,Kesong Liu,Leijiang. Particuology. 2013(04)
[3]PERSPECTIVES IN MECHANICS OF HETEROGENEOUS SOLIDS[J]. C.Q.Chen 1 J.Z.Cui 2 H.L.Duan 3 X.Q.Feng 1 L.H.He 4 G.K.Hu 5 M.J.Huang 6 Y.Z.Huo 7 B.H.Ji 5 B.Liu 1 X.H.Peng 8 H.J.Shi 1 Q.P.Sun 9 J.X.Wang 3 Y.S.Wang 10 H.P.Zhao 1 Y.P.Zhao 11 Q.S.Zheng 1 W.N.Zou 6 (1 Department of Engineering Mechanics,AML,Tsinghua University,Beijing 100084,China) (2 Academy of Mathematics and Systems Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China) (3 State Key Laboratory for Turbulence and Complex System and Department of Mechanics and Aerospace Engineering,College of Engineering,Peking University,Beijing 100871,China) (4 CAS Key Laboratory of Mechanical Behavior and Design of Materials,University of Science and Technology of China,Hefei,Anhui 230026,China) (5 School of Aerospace Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China) (6 Institute for Advanced Study,Nanchang University,Nanchang 330031,China) (7 Department of Mechanics and Engineering Sciences,Fudan University,220 Handa Road,Shanghai 200433,China) (8 Department of Engineering Mechanics,Chongqing University,Chongqing 400044,China) (9 Department of Mechanical Engineering,Hong Kong University of Science and Technology,Hong Kong,China) (10 Institute of Engineering Mechanics,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China) (11 State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics,Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China). Acta Mechanica Solida Sinica. 2011(01)
[4]VAE乳液研究進(jìn)展[J]. 王文婷. 中國(guó)膠粘劑. 2010(08)
[5]VAE乳液對(duì)PU乳液共混改性的研究[J]. 張武英,林峰. 深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(01)
[6]聚四氟乙烯的改性及應(yīng)用[J]. 謝蘇江. 化工新型材料. 2002(11)
[7]VAE乳液及其膠粘劑[J]. 李子?xùn)|,李廣宇,于敏. 粘接. 2001(06)
本文編號(hào):3393615
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