超疏水納米二氧化硅表面的制備與性能研究.pdf

1、超疏水表面由于在自清潔技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用如維持高空建筑玻璃與汽車玻璃的清潔以及其他領(lǐng)域的應(yīng)用如防水紡織品、涂層保護(hù)、通信天線等而備受關(guān)注。超疏水表面有自清潔的作用，能減少能源和清潔水的使用，顯著的降低化學(xué)清潔劑對環(huán)境的污染。本文研究了超疏水表面的制備方法以及其性能，提供了簡單低成本的制備自清潔表面的方法。
　　以三甲基氯硅烷(TMCS)與六甲基二硅氮烷(HMDS)為疏水劑對溶膠進(jìn)行改性制備疏水薄膜。通過研究改性二氧化硅溶膠的反應(yīng)條件，

2、發(fā)現(xiàn)在50℃下，反應(yīng)5小時(shí)，TMCS改性硅溶膠制備得到的薄膜表面的接觸角達(dá)到最大值，為131.8°，當(dāng)繼續(xù)增加反應(yīng)時(shí)間及改性溫度時(shí)，由于硅醇的自聚反應(yīng)，溶膠的羥基數(shù)目減少，從而減小了能引入溶膠中疏水基團(tuán)的數(shù)目，故制備得到的薄膜接觸角會減小。TMCS由于位阻效應(yīng)比HMDS小，同時(shí)反應(yīng)機(jī)理也相對簡單，所以制備的薄膜接觸角相對較大。改性SiO2制備的薄膜的透過率在可見光范圍內(nèi)都高于80％。但是當(dāng)反應(yīng)時(shí)間過長，改性溫度過高時(shí)，則得不到均勻的薄膜

3、。用改性劑TMCS在二氧化硅膜表面直接進(jìn)行疏水化處理，可以將薄膜的接觸角進(jìn)一步提高到150°以上。用氨水溶液及鹽酸溶液對疏水表面進(jìn)行腐蝕研究發(fā)現(xiàn)，鹽酸溶液對疏水性能的破壞性更大。
　　以氨水為催化劑水解正硅酸乙酯制備SiO2粉末，由于在制備過程中，納米粒徑的膠粒會自發(fā)團(tuán)聚成微米的大顆粒，可以得到納米級粗糙度，微米級粒徑的納/微二元結(jié)構(gòu)的粉末，正是因?yàn)榉勰┚哂羞@種特殊的結(jié)構(gòu)，沒有經(jīng)過疏水化處理的SiO2粉末表面就擁有121°的接觸角