防污自潔PVDF膜材的制備與表征.pdf

1、膜材料被譽為繼玻璃、木材、水泥和鋼鐵之后的第五大建筑材料，尤其在大型戶外建筑領域的應用解決傳統(tǒng)建筑形式不能解決的大跨度、建筑周期長、采光差等問題。聚偏氟乙烯(PVDF)常被用作于作為建筑膜材的表面保護層，PVDF膜因其本身較低的表面能而具有一定的疏水性能，但還遠不能滿足建筑膜材料在環(huán)境中的防污自潔的要求。本課題基于“荷葉效應”理論和固體表面潤濕理論，通過對PVDF膜材進行類荷葉表面結構構建和低表面能修飾來實現(xiàn)其防污自潔的性能。膜材料達到

2、超疏水自清潔性能不僅能降低清潔成本和危險系數(shù)，同時也可以在環(huán)境保護和能源節(jié)約方面帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　本課題使用模板法來制備PVDF膜，通過改變模板的粗糙程度來實現(xiàn)膜表面粗糙結構的構建;通過PVDF膜涂層膠中共混含氟樹脂來實現(xiàn)對膜的低表面能修飾。使用接觸角和集灰實驗表征膜的疏水和自清潔性能，結合SEM、XPS等測試結果分析膜的表面粗糙度和表面能對其疏水性影響的規(guī)律。結果表明:模板法制備的PVDF膜表面具有粗糙結構，其

3、CA值遠遠大于平板膜，疏水性明顯提高;共混4＃含氟樹脂降低膜表面能后得到的CA值，比相同粗糙度條件下的未共混的PVDF膜提高了約20°;最佳的膜制備方案為采用2#模板并在涂層膠配方中共混4#含氟樹脂，得到的PVDF膜表面具有微納米級凸起結構，接觸角為155.34°，且在集灰實驗中表現(xiàn)出良好的自清潔性能。
　　基于分形理論來表征膜表面粗糙度，利用盒計數(shù)法和比表面積法來計算膜表面分形維數(shù)，并結合對應的CA值來分析分形維數(shù)表征膜表面粗糙