| 多功能超疏水表面的制备及性能研究 | |
| 姜程 | |
| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 王齐华 |
| 2013-05-08 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 超疏水表面 多功能 耐久性 透明性 可控润湿性 Superhydrophobic Surface Multifunction Durability Transparency Controllable Wettability |
| Abstract | 超疏水表面由于具有自清洁，防污防腐等性能在工业、日常生活、生物、医学等领域有着潜在的应用价值，近年来成为表面功能材料研究的热点。具有多种功能的超疏水表面能进一步扩大超疏水表面的应用范围，提高其应用价值，受到了研究者们的广泛关注。本文在大量文献调研的基础上，结合超疏水表面在实际应用中的局限性，制备了几种多功能的超疏水表面，系统考察了相关因素对表面性能的影响规律，主要研究内容与结论如下： 1. 利用砂纸为模板，冷压烧结制备了聚四氟乙烯(PTFE)表面。考察了冷压压力、烧结温度和模板对 PTFE表面润湿性的影响，研究发现烧结温度是影响 PTFE 表面润湿性的主要因素。以棉织物为模板，利用同样的方法得到PTFE 超疏水表面，对表面的耐久性进行考察，并且对 PTFE表面烧结后特定形貌产生的原因进行了初步分析。结果表明所制备的 PTFE表面具有很好的耐磨性和稳定性，PTFE 表面的微纳米结构是在熔融温度以上烧结冷却过程中，由表面结晶态和无定形态共同组成。 2. 在棉织物表面引入非响应性的低表面能分子，利用原子转移自由基聚合(ATRP)的方法，在棉织物表面接枝聚 N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)，得到温度可控润湿性的棉织物表面。考察了 PNIPAAm 的接枝密度对表面润湿性的影响，对不同温度下表面润湿性变化的原因进行了分析。利用 ATRP 法将聚 2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(PMETAC)分子刷接枝到棉织物表面，考察了溶剂对 PMETAC 表面进行离子交换的影响及阴离子对 PMETAC 接枝棉织物表面润湿性能的影响。研究表明水是离子交换的不良溶剂，甲醇/水混合液、甲醇和丙酮是离子交换的良溶剂。通过选择合适的阴离子可以实现棉织物表面润湿性的可逆调控。 面润湿性的影响，得到了阴离子可控润湿性的 MWCNT 涂层。利用刻蚀沸水处理的方法得到粗糙的 Al 基底，在基底表面修饰 PMETAC 和3-(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的共聚物(PMETAC-co-TSPM)，利用 PMETAC 中吸附的阴离子不同对所制备表面的润湿性进行调控。 3. 以聚氨酯 (PU) 为粘结层，采用旋涂的方法制备 为粘结层，采用旋涂的方法制备 为粘结层，采用旋涂的方法制备 为粘结层，采用旋涂的方法制备 PU/TMSPU/TMS -SiO2(三甲 基硅修饰 的纳米二氧化硅 )的透明超疏水复合涂层，重 的透明超疏水复合涂层，重 的透明超疏水复合涂层，重 点研究了干燥温度对复合涂层表面润湿 研究了干燥温度对复合涂层表面润湿 性能 的影响。此外，在复合涂层中引入含铕荧光物质制备了具有性能、且 的影响。此外，在复合涂层中引入含铕荧光物质制备了具有性能、且 的影响。此外，在复合涂层中引入含铕荧光物质制备了具有性能、且 的影响。此外，在复合涂层中引入含铕荧光物质制备了具有性能、且 透明的超疏水表面。 4. 利用 ATRP 反应在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面 接枝聚 PMETAC 分子刷，采 用喷涂的方法在铜基底上制备 MWCNT-PMETAC 涂层。着重研究了阴离子对涂层表面润湿性的 影响，得到了阴离子可控MWCNT涂层。利用刻蚀 沸水处理 的 方法得到粗糙的 Al 基底， 在基底表面 修饰 PMETAC 和 3-(异丁烯酰氧 异丁烯酰氧 )丙基 三甲氧硅烷的共聚物(PMETAC -co -TSPM) TSPM) ，利用PMETAC 中吸附的阴离子不同对 所制备 表 面的润湿性进行调控。 |
| Funding Project | 聚合物自润滑复合材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/5560 |
| Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 姜程. 多功能超疏水表面的制备及性能研究[D]. 中国科学院大学,2013. |
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