超疏水表面制备技术

2017-03-29 13:18:00 防雾剂,织物疏水疏油整理剂 阅读

 超疏水

随着人们对超疏水表面的深入研究,许多制备方法不断涌现,目前,已经有多种方法可以人工制备超疏水表面,比如以天然动植物超疏水表面作为模板,用聚合物在其表面固化或用光刻胶的方法将模板的表面形貌信息转移到复制物的表;用化学沉积(气相沉积、电化学沉积或逐层层积)的方法在基材表面形成超疏水薄膜表面;采用静电纺丝的方法形成纤维状微纳米尺度粗糙表面等等。

    1、等离子体处理技术

    利用等离子体外对普通材料或含氟的低表面能物质进行表面粗糙化处理来制备超疏水表面的方法称为等离子体法。

    研究人员在室温环境下利用CO2脉冲激光处理聚二甲基硅氧烷,使其表面产生多孔结构,测得其表面与水的接触角高达175℃。这种技术处理表面是获得粗糙结构的有效方法,其优点是选择性高、快速等,但是存在的局限是成本高并且不利于大面积超疏水表面的制备。

 2、溶胶—凝胶法

 溶胶—凝胶法是指用含有高化学活性组成的化合物作为前驱物,在酸或碱条件下进行水解产生活性的羟基,经过水解缩合反应形成溶液,随着水解缩合反应的进行,溶胶的粘度进一步增加,最后形成凝胶,经过陈华、干燥成为干凝胶。当把溶剂去除后,有时会留下一些微纳米孔,这些孔结构赋予了材料一些性能,如超疏水性。

   3、静电纺丝技术

 静电纺丝技术是一种获得微纳米纤维的方法,通过使聚合物溶液或熔体带上高压静电并当电场力足够大时使之从喷嘴喷出,从而在表面植入超细纤维形成立体网状结构,通过调整喷嘴的直径、溶液表面张力、溶液的电导率和粘度来调整纤维的直径。研究人员采用静电纺丝技术在玻璃片表面构建了由TiO2超疏水表面。

 4、刻蚀法

 利用刻蚀方法可以制备出不同尺度和图案结构的粗糙表面。刻蚀就是指把基础放置在腐蚀性质中制得粗糙结构表面的方法,它并不损伤基体。研究人员用30mmol/L的NaOH水溶液浸泡铜片20h,然后用5%的石蜡溶液浸泡,得到接触角为151°的超疏水表面。研究人员用20%过氧化氢溶液中浸泡镁片2~3min,并在0.05mol/L硬脂酸溶液中浸泡1h,接触角154°。

 制备超疏水表面的方法多种多样,随着超疏水理论研究的深入及超疏水表面的制备方法日益成熟,已在日常生活与国防、工农业生产领域取得了诸多成功应用。



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