氟硅超浸潤(rùn)表面的構(gòu)建及其在防污-防覆冰領(lǐng)域中的應(yīng)用.pdf

1、超疏水、超光滑等超浸潤(rùn)表面在建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、海洋防污等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，成為目前材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。超疏水是指材料表面水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°，超疏水現(xiàn)象是微/納粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能化學(xué)組成共同作用的結(jié)果。而灌注液體型光滑多孔表面(SLIPS)，也稱為超光滑表面，一般通過在粗糙基材上灌注潤(rùn)滑油獲得光滑的動(dòng)態(tài)液體覆蓋層。本文基于仿生學(xué)的思想，開展了超疏水和SLIPS表面的新型制備方法的研究，并拓展其在防污和防覆冰涂層方

2、面的應(yīng)用。
　　論文首先通過甲基三乙氧基硅烷、全氟己基磺?；被已趸柰橐约凹{米硅溶膠的水解共縮聚制備具有全疏和自清潔性能的超疏水涂層。通過調(diào)節(jié)溶劑極性控制納米粒子團(tuán)聚，進(jìn)而調(diào)控涂層表面粗糙尺度和潤(rùn)濕性能，獲得全疏液型納米雜合涂層，水和正十六烷接觸角分別增大至158°和134°。該涂層可涂覆于如金屬、玻璃、棉布和紙張等材料表面，賦予其在嚴(yán)苛的環(huán)境如高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿以及油類污染下的自清潔和防粘附性能。通過該方法制備納米雜合涂層簡(jiǎn)

3、單經(jīng)濟(jì)，在長(zhǎng)效防污自清潔等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　在一步溶膠-凝膠法制備的納米雜合基材HC上浸潤(rùn)不同粘度的硅油，得到穩(wěn)定透明的光滑雜化涂層SHC。HC內(nèi)部交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及納米粗糙結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的毛細(xì)作用力強(qiáng)化了基材的儲(chǔ)油能力。SHC在強(qiáng)剪切力、高溫蒸發(fā)以及持續(xù)水流等強(qiáng)化硅油損失條件下，滯后角均低于5°，超潤(rùn)滑性能不變。靜態(tài)細(xì)菌粘附的CFU計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)表明，與玻璃和HC相比，SHC表面細(xì)菌粘附量降低2個(gè)數(shù)量級(jí)。此外，經(jīng)強(qiáng)化潤(rùn)滑油損失實(shí)驗(yàn)

4、之后的牛血清白蛋白粘附測(cè)試表明SHC表面蛋白質(zhì)粘附量低于6μg/cm2，具有長(zhǎng)效抗蛋白粘附性能。SHC表面為生物醫(yī)學(xué)材料上防污涂層的構(gòu)建提供了新思路。
　　為進(jìn)一步探究超浸潤(rùn)表面的防覆冰性能，制備了含氟疏水涂層FC和浸潤(rùn)全氟聚醚的超光滑含氟涂層SFC。對(duì)比研究了親水玻璃、高疏水HC和FC、以及超光滑SHC和SFC的防覆冰性能差異。DSC研究水滴在表面上結(jié)晶過程，發(fā)現(xiàn)超浸潤(rùn)表面均可降低水的結(jié)晶溫度至約-17℃。超光滑表面可顯著延長(zhǎng)結(jié)