仿生超疏水涂层的制备与应用

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浸润性是固体表面的重要特征之一,一般通过液滴在固体表面的接触角大小来表征。接触角大于150°而滚动角小于10°的表面被称为超疏水表面,由于超疏水表面具有自清洁、减阻防污等特性,在医学、国防、日常生活以及其他工业领域具有广阔的应用前景。   表面化学组成和微观几何结构是影响浸润性的两个主要因素,构建超疏水表面需要低的表面自由能和一定的表面粗糙度,本论文从这两个因素考虑,通过简单的方法和廉价的材料,在玻璃/陶瓷/织物等表面构筑超疏水涂层。   1.利用二氧化硅纳米颗粒堆积形成表面粗糙结构,通过硅烷偶联剂和长链脂肪酸的修饰降低其表面张力,制备了超疏水二氧化硅涂层。该二氧化硅涂层与水的接触角高达155.7°,且水滴在该表面极易滚动。这种超疏水二氧化硅涂层可通过简便的喷涂或浸渍涂覆的方法在多种基底表面上形成。2.利用纳米颗粒的乳化作用制备了植物蜡乳液,通过在该乳液中浸渍得到了超疏水织物,水滴在其表面可自由滚落。其中分别研究了植物蜡浓度、纳米颗粒的添加量及浸润性、水相含量、乳化剂以及浸泡时间和干燥方式等对乳液稳定性和织物疏水性的影响。   本论文中所采用的方法操作方便且工艺简单,原料在自然界中储存丰富,价格低廉且容易获取,由于制备过程简单快速,适合实际生产与应用。但也存在不足之处即该涂层的透明度、牢固度仍有待于进一步提高。
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