仿生超疏水二氧化硅/聚氨酯复合涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅(SiO2)和不同有机硅含量改性的聚氨酯(PU)为原料,以乙酸乙酯为分散剂,采用简单的喷涂工艺,通过仿生的方法制备出与荷叶表面结构相似的SiO2/PU微-纳米复合涂层。用扫描电镜(SEM)对涂层表面进行了表征,研究了SiO2与PU的质量比以及有机硅含量对涂层表面结构及接触角的影响,并考察了涂层结构的稳定性,分析了涂层的形成机理和结构特点。结果表明,涂层表面具有与荷叶表面相似的微-纳米结构,SiO2与PU的质量比在4∶5至3∶5之间,有机硅质量分数大于15%时,涂层的水接触角为158°,滚动角为3°,具有超疏水特性,并且结构稳定,测试胶带剥离6次后,涂层仍具有超疏水特性。     

共价功能化石墨烯超疏水防腐复合涂层材料的制备

石墨烯/有机聚合物复合涂层材料较纯聚合物材料具有更优越的阻隔性能,然而由于石墨烯之间高表面能和分子间作用力,使石墨烯在防腐等领域的应用潜力无法充分发挥。本文首先以传统自由基共聚方法合成一种含氟丙烯酸酯共聚物,并采用丙炔胺对氧化石墨烯改性合成炔基化氧化石墨烯,然后利用含氟丙烯酸酯共聚物末端氰基通过点击化学反应以共价键形式接枝在炔基化氧化石墨烯表面。疏水性分析表明,含氟共聚物功能化石墨烯的水接触角达到153°,将制备的功能化石墨烯涂敷于钢板基体时,水接触角提高到171.3°。扫描电镜显示,在炔基化石墨烯表面生长有大量300~600 nm的半球形接枝物。同时,将含氟共聚物功能化石墨烯/环氧树脂复合材料应用于碳素结构钢中,通过Tafel曲线和电化学阻抗谱对其耐蚀性能进行表征。结果显示,氟化石墨烯含量为0.5wt%的复合涂层的电流密度I_corr最低(8.872×10?9 A/cm2),比其他涂层样品低1~2个数量级。综上所述,本实验所制备的涂层材料具有良好的防腐性能,这一研究为开发石墨烯防腐蚀涂层材料提供了一种新的策略。      

燃烧合成疏水BN粉体和超疏水涂层的制备及其性能表征

具有分级结构的BN纳米薄膜展现出优异的超疏水性, 但由于该薄膜的制备过程复杂、成本昂贵, 不适宜大规模的生产和应用。与之相比, 基于疏水BN粉体的超疏水涂层的应用会更为便捷。本研究采用镁热还原氮化燃烧合成法结合酸洗工艺制备了疏水的单相BN粉体, 水接触角为(144.6±2.4)°, 疏水性可以归因于BN粉体颗粒具有的微纳分级结构。在此基础上, 以这种燃烧合成的疏水BN粉体为填料制备的BN/氟硅树脂复合涂层进一步表现出超疏水性, 其中质量分数30% BN/FSi树脂涂层的水接触角为(151.2±0.7)°, 滚动角约为8°。该涂层与文献报道的通过CVD方法制备的BN纳米薄膜的性能相当, 但工艺更加简单。这是一种利用陶瓷粉体的疏水性来制备超疏水有机无机复合涂层的简便易行的新方法, 有望获得广泛的工程应用。     

新型陶瓷基复合超疏水涂层的制备及其性能

为了研究开发新型超疏水涂层的制备方法,改善涂层的结构与性能,以Al₂O₃-40%TiO₂(AT40)、PFA(全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)粉末为原始材料,采用大气等离子喷涂(APS)技术,并调整电流、氩气流量等喷涂参数,在铝合金基体表面制备了两种不同的AT40/PFA复合超疏水涂层。利用相对应的测试仪器及分析手段对喷涂态涂层的相组成、显微结构、摩擦系数及基本性能等进行了表征分析。结果表明,两种涂层的相组成均为C₂₀F₄₂、Al₂TiO₅及少量的γ-Al₂O₃、α-Al₂O₃相;涂层表面均为圆形和椭圆形的粒状突起结构,其中突起结构的表面均存在类似荷叶表面结构的二元微纳米乳突结构,其表面粗糙度为9.3 μm和12.41 μm;所得涂层具有良好的综合性能,与水的静态接触角均达到了150°以上,滚动角为4~5°;在其他参数不变的情况下,随着电流的增大及氩气流量的减小,涂层中的陶瓷相含量增加,涂层的粗糙度、摩擦系数、显微硬度及结合强度均增大。     

仿生超疏水涂层的制备及其性能

目前,超疏水涂层多采用含氟低表面能化合物制备,成本较高,工艺较复杂,限制了其推广应用.为此,通过在环氧酚醛涂料中加入具有疏水作用的表面活性剂和微米轻质碳酸钙颗粒改变涂料的表面状态,在碳钢表面制备了具有仿荷叶表面结构的疏水涂层.利用扫描电镜和接触角测定仪对涂层的表面形貌和疏水性能进行了表征.结果表明:涂层的结构与荷叶表面的的乳突结构具有较好的一致性,水滴在涂层表面的接触角得到了显著提高;涂层具有良好的疏水功能.     

超疏水性气凝胶粉体涂层的制备与性能

为提高建筑物表层的抗蚀性,将经三甲基氯硅烷(TMCS)改性过的疏水性SiO2气凝胶粉体溶于丙酮溶剂中,制成表面防护涂层。研究了不同温度对气凝胶疏水性能的影响,以及超疏水性气凝胶粉体涂层制备条件、涂刷于混凝土表层时对水的耐久性能;利用红外光谱和扫描电镜对其化学基团和微观形貌进行分析。实验结果表明,250℃以下时,气凝胶为超疏水性,之后随温度升高大幅度下降直到完全消失;涂刷次数与气凝胶在分散体系中的质量有关;冲刷时,涂层先由超疏水性变为疏水性,之后长时间保持不变,水浸泡不改变涂层的超疏水性。     

镁合金超疏水环氧复合涂层的制备与性能EI北大核心CSCD

传统的超疏水表面的制备过程比较复杂,机械稳定性差,这严重制约了超疏水表面的实际应用。采用“黏合剂+纳米粒子”的方法,在镁合金表面制备一种无氟、持久稳定的超疏水环氧复合涂层。接触角测试结果表明,复合涂层的接触角最高可达160.2°,且在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡30天后,接触角仍然高达103°;EIS结果表明,在5个加速老化循环周期后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)仍高于10^(9)Ω·cm^(2),展现出优异的耐盐雾性能和耐蚀性能;摩擦磨损实验结果显示,在19.6 N的载荷下机械摩擦8 h后,复合涂层的|Z|_(0.01 Hz)高达1.84×10^(9)Ω·cm^(2)。通过“空气垫”的屏障作用,复合涂层能够为镁合金提供高效且持久的腐蚀防护,“黏合剂+纳米粒子”策略为超疏水涂层的制备提供了新的思路。     

近红外反射超疏水黄色涂层的制备和性能

将钛铬棕粉末(TCB)、金红石型二氧化钛(TiO₂)、疏水纳米二氧化硅(SiO₂)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液混合,一步刷涂制备出超疏水黄色涂层,系统地研究了涂层的表面润湿性、疏水稳定性、耐紫外线老化性能、自清洁性能、以及近红外反射性能。结果表明,这种涂层的水接触角(CA)和滚动角(SA)分别为155.2°和5.4°;涂层在1.0 kPa的压力下经过2 m距离的砂纸磨损后和5 L的水流冲击后依然保持优异的疏水性,其附着力和硬度分别达到2级和6B等级;不同pH值的溶液在涂层表面都具有超疏水效果并具有化学稳定性;用紫外线照射240 h后涂层表面仍然保持极强的疏水性,表明其具有耐紫外线老化性能;涂层表面具有优异的自清洁性能,污染物极易地被水滴带走;涂层的近红外反射率和太阳反射率分别达到0.858和0.672,对普通水泥板具有明显的降温效果,在户外暴露和水流冲击后仍保持较高的反射率。     

SiO_2-PTFE超疏水复合涂层的制备与分析

使用溶胶-凝胶法制备粒径均匀(250nm)、单分散性良好的纳米SiO2微粒,通过控制质量分数配比,将其水溶液与PTFE乳液混合成杂化乳液,后用旋涂法旋涂成膜,在380℃下进行热处理,得到表面形貌与荷叶相似微纳双层结构复合涂层。实验结果表明,用氟硅烷修饰表面后,涂层最高接触角达150.9°,滚动角为8°,具有较好的超疏水性能,且实验制作过程简单,成本低廉,具有一定的实用性。     

镨掺杂钡铁氧体-聚吡咯复合膜的制备和性能

分别用溶胶-凝胶法和原位氧化聚合法制备了镨掺杂钡铁氧体/聚吡咯复合膜,借助X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等手段表征了复合膜的结构和形貌,研究了样品的磁性能和吸波性能.结果表明,复合膜的饱和磁化强度Ms和剩余磁化强度Mr均比钡铁氧体单膜的低...     

溶胶-凝胶法制备超疏水PMHS-SiO2涂膜

通过溶胶-凝胶法制备了二氧化硅(SiO_2)溶胶,并以含氢硅油(PMHS)为改性剂,对SiO_2粒子表面进行疏水化处理,然后在玻璃基片上提拉成膜和加热凝胶化,制备出超疏水PMHS-SiO_2涂膜。通过接触角测定、红外光谱、透射电镜、扫描电镜、湿热老化等手段对涂膜的制备条件、结构与性能进行了研究。结果表明,在PMHS/SiO_2质量比为1:1、改性时间为4 h、涂膜热处理温度170℃、热处理时间3 h的条件下,可制得具有优良超疏水性的PMHS-SiO_2涂膜,其水接触角可达163°,滚动角可低至3°-5°,且具有优异的耐湿热老化性能。对改性前后的SiO_2溶胶和PMHS-SiO_2涂膜的结构形态研究发现,PMHS与SiO_2表面产生了化学结合,形成了PMHS-SiO_2杂化交联材料;涂膜表面被疏水性PMHS包覆,同时较均匀地分布着许多粒径为50-400 nm的微米-纳米双重粗糙度的微凸体,这是产生优异的超疏水性能的主要原因。     

改性海泡石涂布纸的制备及其对甲醛的吸附性能

目的 赋予纸基材料甲醛吸附性能,提高其在甲醛去除领域的应用价值。方法 以对氨基苯甲酸钠改性的海泡石为原料,将其与研磨碳酸钙、丁苯胶乳、聚丙烯酸钠分散剂混合制备除甲醛涂料,并涂布在以废旧箱板纸为原料制备的纸张上,探究涂料配比和涂布量对涂布纸性能的影响。结果 当涂布量为18 g/m²时,制备的涂布纸物理性能最佳,与原纸相比,其抗张指数、耐破指数、环压指数分别提高了52.6%、60%、59.8%;采用改性海泡石占比70%的涂料制备的涂布纸甲醛的吸附量为226.75 μg/g。结论 以废旧箱板纸和改性海泡石为原料制备的涂布纸具有优异的甲醛吸附性能,为箱板纸在甲醛去除领域的应用提供了可能。     

非晶态Ni-W-WC复合镀层的制备及镀层性能研究

在非晶态Ni—W合金镀液中加入WC微粒，采用复合电沉积工艺制各非晶态Ni—W—WC复合镀层，井考察了复合镀层在碱性介质中的电催化析氢性能。结果表明，复合镀层中WC微粒的含量随镀液中WC微粒的浓度和电流密度的增加而增加；加入WC微粒后所获得的复合镀层仍然是非晶态结构；复合电板的电催化析氢性能明显优于Ni—W合金电板，性能的提高与其较高的比表面积和较低的析氢反应标准活化自由能有关。     

Ti6Al4V表面HAF/YSZ梯度复合涂层的制备和性能

采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V基体上制备含氟羟基磷灰石(HAF)梯度复合涂层,对涂层的氟含量、物相组成及形貌进行了表征,并分析了梯度复合涂层在模拟人体条件下的生物活性和稳定性。结果表明:复合涂层中的氟呈梯度分布,n(Ca)/n(P)随着涂层中氟含量的增加逐渐减小。HAF/YSZ(Y_2O_3稳定的ZrO_2,简称YSZ)复合涂层在SBF环境下生成的新物质为碳酸类骨磷灰石,氟促进磷灰石相的发育,氟含量呈梯度分布能有效提高涂层的抗体液溶解能力和与基体间的结合性能;HAF/YSZ梯度复合涂层比无氟羟基磷灰石及氟含量单一的涂层具有更好的生物活性和稳定性。     

石墨烯纸拉花及其水泥基复合材料的制备和性能

使用石墨烯为原料,羧甲基纤维素钠(CMC)为增韧剂和优化成膜压力等工艺参数制备具有较高力学性能和导电性能的石墨烯纸薄膜,经表面切口和择向牵拉得到三维伸展的拉花式石墨烯纸网络结构,再通过高流动性水泥浆体的浇注、密实和凝结硬化制备出石墨烯拉花改性水泥基复合材料。用动态热机械分析仪(DMA Q800)测试石墨烯纸薄膜的力学性能,用四探针测试仪(RTS-8型)测试其电学性能,用Keithley 2400数字源表测试复合材料在一定压力下的电阻,研究了这种复合材料的压敏性能。结果表明,CMC掺量为50%、成膜压力为12.5 MPa的石墨烯纸薄膜其力学强度和导电能力较好,制备出的石墨烯拉花改性水泥基复合材料具有一定的压敏性能,即使在电阻循环变化率为10.29%的条件下其压敏性能仍具有良好的重复性。     

壳聚糖-g-聚丙烯酸/海泡石复合高吸水性树脂的制备及吸水性能

以海泡石、壳聚糖和丙烯酸为原料,在水溶液中通过接枝共聚反应合成了壳聚糖接枝共聚丙烯酸/海泡石复合高吸水性树脂。研究了交联剂、引发剂、丙烯酸和壳聚糖质量比、海泡石用量和不同脱水方法对复合树脂吸水倍率的影响,测定了不同海泡石含量复合高吸水性树脂的吸水速率。红外光谱分析结果表明,丙烯酸、壳聚糖和海泡石共同参与了接枝聚合反应。当海泡石含量为10%时,不仅可以提高复合吸水树脂的吸水倍率,而且还可以提高吸水速率。