聚合物超疏水涂層的制備及改性研究.pdf

1、本文以高密度聚乙烯為基體原料,以載玻片為基底,采用溶劑-非溶劑法制備超疏水涂層,并以納米二氧化鈦顆粒和微米聚苯乙烯球為填充劑,對涂層進行改性,提高涂層的抗刮傷性和耐老化性,另外還對以鋁合金和塑料為基底的涂層作了探索研究。通過接觸角儀(CAM)、掃描電鏡(SEM)、鉛筆劃痕硬度儀(PNHT)等方法,本文研究了不同非溶劑添加量、干燥溫度、聚合物溶液濃度等工藝參數(shù)對高密度聚乙烯超疏水涂層微觀形貌和疏水性能的影響,以及改性粒子對涂層疏水性能、力

2、學(xué)性能、耐老化性的影響,并研究了不同的粒子分散方法對于克服團聚的作用。
　　 研究結(jié)果表明:制備高密度聚乙烯超疏水涂層的最佳工藝條件為,聚乙烯濃度取14mg/ml,二甲苯和無水乙醇的體積比為15:1,室溫下自然干燥;此時,膜與水的接觸角為157°,滾動角為11°。微觀形貌顯示:涂層表面覆蓋著聚乙烯瓣狀單元,并由瓣狀單元堆砌構(gòu)筑出尺寸介于幾微米到十幾微米的孔洞,并且表面瓣狀單元的堆積方向越傾向于豎立在表面、彼此倚疊構(gòu)成的孔洞越深、

3、孔洞的分布越密集,則接觸角越高。適宜的聚合物濃度有利于形成這樣的結(jié)構(gòu),濃度過大反而有不利影響。
　　 在優(yōu)化制備工藝的基礎(chǔ)上分別采用納米二氧化鈦顆粒和微米聚苯乙烯球?qū)ν繉痈男?結(jié)果表明,納米二氧化鈦更適宜作為對高密度聚乙烯超疏水涂層改性的填充劑。當(dāng)納米二氧化鈦添加量為8%時,硬度為2B,接觸角為153°,膜的硬度和耐老化性顯著提高,同時保有較好的超疏水特性。當(dāng)納米二氧化鈦添加量適宜時,表面的二氧化鈦粒子多分布在瓣與瓣結(jié)合的部位,