黏附性可控超疏水表面的制備及其性能研究.pdf

1、潤(rùn)濕性是固體表面重要的性質(zhì)之一，超疏水表面因其特殊的潤(rùn)濕性在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用，例如自清潔、減阻降噪、防腐蝕、液體的無損失輸送等領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用前景。在超疏水表面的眾多特性當(dāng)中，黏附性的研究顯得極為重要，因?yàn)楸砻娴酿じ叫灾苯記Q定了液滴在超疏水表面上的動(dòng)態(tài)行為，但是黏附性作為超疏水材料重要的物理性質(zhì)之一，并未受到較多的重視。近年來，人們對(duì)超疏水表面的研究大多集中在制備兼具高接觸角及低滾動(dòng)角的表面，對(duì)高黏滯性超疏水表面的研究相對(duì)較少，

2、對(duì)黏附性可控超疏水表面的研究則更少。本論文采用簡(jiǎn)單易行的方法制備了幾種黏附性可控的超疏水表面。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過簡(jiǎn)單的液相反應(yīng)將低表面能物質(zhì)硬脂酸接枝在親水的ZnO納米顆粒表面，得到了疏水的ZnO納米顆粒。然后將親水和疏水ZnO納米顆粒按一定的比例分散在無水乙醇中，接著通過噴涂該ZnO納米顆粒的懸浮液得到了ZnO超疏水表面。通過控制親水/疏水ZnO納米顆粒的比例對(duì)材料表面的化學(xué)成分進(jìn)行了有效地調(diào)控從而得到了黏附性可控

3、的超疏水表面。隨著疏水納米顆粒比例的增加，親水納米顆粒比例的減少，水滴在表面上的接觸角均大于150°，但滾動(dòng)角從90°逐漸減小到2°，黏附力從111.6μN(yùn)逐漸減小到2.5μN(yùn)。⑵利用水熱法在鋅基底上制備出了ZnO表面，通過改變水熱反應(yīng)的溫度、時(shí)間和濃度（比）對(duì)ZnO表面的形貌進(jìn)行了有效的調(diào)控。經(jīng)硬脂酸修飾后，得到了黏附性可控的ZnO超疏水表面。⑶通過噴涂疏水ZnO納米顆粒得到了低黏附ZnO超疏水表面。利用掩膜輔助紫外照射法成功地將低黏

4、附的ZnO超疏水表面轉(zhuǎn)化成高黏附超疏水表面，又通過熱處理的方法在ZnO超疏水表面上重新獲得了低黏附性能。ZnO超疏水表面對(duì)水滴的低黏附/高黏附之間的可逆轉(zhuǎn)化能夠循環(huán)好多次。⑷通過簡(jiǎn)單的液相反應(yīng)將低表面能物質(zhì)十八烷基三氯硅烷接枝在親水的SiO2納米顆粒表面，從而得到了疏水的SiO2納米顆粒。然后將親水和疏水的SiO2納米顆粒按一定的比例分散在無水乙醇中，接著將SiO2納米顆粒的懸浮液噴涂到基底上得到了SiO2超疏水表面。通過控制疏水顆粒的

5、比例，制備出了黏附性可控的超疏水表面。隨著疏水納米顆粒比例的增加，親水納米顆粒比例的減少，水滴在表面上的接觸角均大于150°，滾動(dòng)角從90°逐漸減小到2°。通過交流阻抗和極化曲線對(duì)黏附性不同的超疏水涂層的腐蝕性能進(jìn)行了測(cè)試。與純鋁片的極化曲線和交流阻抗對(duì)比，含有100％疏水SiO2納米顆粒的超疏水涂層對(duì)腐蝕介質(zhì)有較強(qiáng)的排斥作用，有效地提高了鋁片在NaCI水溶液屮的耐腐蝕性，而含有70%和40%疏水顆粒的超疏水涂層對(duì)腐蝕介質(zhì)的耐腐蝕性較差