纳米复合氟改性丙烯酸树脂超疏水自清洁涂层的制备

用自由基共聚法制备氟改性丙烯酸树脂的无规共聚物并对其进行了表征,研究了合成工艺条件对涂层表面疏水性的影响。结果表明,采用粒子填充法将纳米SiO2、TiO2与氟改性丙烯酸树脂共混后制备的超疏水自清洁涂层,水在其表面的接触角达160℃以上,滚动角小于5℃,具有超疏水性。涂层对其表层覆盖的污物具有一定的自清洁作用。扫描电子显...     

基于聚二甲基硅氧烷和纳米CaCO_3的超疏水自清洁涂层的制备

利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与纳米CaCO_3,采用有机无机共混法制备有机无机复合涂层。向PDMS中引入适量的纳米CaCO_3粒子能显著提高复合涂层的表面接触角,纳米CaCO_3粒子的引入将PDMS涂层的表面接触角从113°提高到158°。该复合涂层具有非常好的自清洁性能。此外,该方法操作简单、步骤简便、无需特殊设备、适合大面积制备且生产成本低。因此,该超疏水自清洁涂层具有实用价值。     

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。      

超疏水性透明涂层的研究进展

超疏水性固体表面是指表面对水的接触角在150°以上,前进接触角和后退接触角的差＜10°的固体表面.超疏水性透明涂层具有自清洁的表面性能,在许多领域具有潜在的应用价值.本文就超疏水性透明涂层研究的理论发展和该领域近年来取得的一些重要研究成果进行评述,并扼要分析了该领域今后的发展方向.     

基于双亲无规共聚物自组装胶体粒子的疏水涂层的构建及其性能研究

成功设计合成了一种含氟双亲性无规共聚物聚(苯乙烯-r-丙烯酸-r-甲基丙烯酸六氟丁酯)(PSAF),并在选择性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/水中自组装形成纳米粒子。结果表明自组装纳米粒子呈较为规则的球形,粒径约为114.1nm。在外电场的诱导下进一步将其二次组装在基材表面制备具有疏水性能的多孔涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和视频光学接触角测量仪(OCA)对涂层的结构与性能进行表征,涂层的最大水接触角可以达到123.1°。     

TiO_2基抗菌自清洁涂料的制备及性能研究

利用RAFT聚合方法合成具有强正电性的两亲性嵌段共聚物(P(MMA-METEA)),参与制备抗菌性TiO_2基自清洁涂料。结果表明,制备聚合物/TiO_2复合涂层性能符合国家标准,并具有良好防尘防污的自清洁效果;耐菌实验表明,该涂层具有较强的灭菌抑菌性能。     

带有环氧基团含氟共聚物对环氧涂料的改性

采用自由基乳液聚合的方法制备带有环氧基团的聚丙烯酸全氟烷基乙酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯-苯乙烯无规共聚物P(FA-co-GMA-co-St),用红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)对共聚物进行表征并将其用于环氧涂料的改性。XPS测试结果表明,带有环氧基团的含氟共聚物改性环氧涂层经蒸馏水浸泡48 h后接触角下降了15°为116°,表面氟元素含量下降了5.36%;而不带有环氧基团共聚物改性环氧漆膜经水浸泡48 h以后接触角下降了48°为88°,表面氟元素含量下降了7.94%。GMA单体的引入极大地提高了环氧涂层在湿润环境中的疏水性。     

喷涂法制备超疏水涂层及其在多种基底表面的应用研究

采用喷涂法,将硅藻土和纳米氧化铝经十六烷基三甲氧基硅烷修饰后,加入树脂液配制成喷涂液涂覆在多种基底表面,经固化后,可获得表面水静态接触角高达163.4°的超疏水表面.该涂层具有优异的拒水、耐腐蚀、减阻、油水分离、表面自清洁性及抗覆冰性能.在防水自清洁纺织品、金属表面的防腐、流体机械的减阻及电力网络的防覆冰领域均有一定的...     

含氟丙烯酸酯树脂的合成及固化膜性能研究

采用溶液聚合法合成了含氟丙烯酸酯共聚物.结果表明,采用同时滴加法将含氟单体加入聚合体系时,合成的含氟丙烯酸酯共聚物稳定、透明.随着含氟单体用量的提高,所合成的共聚物在不锈钢底材表面涂层的附着力先是基本不变,而后降低;水滴在涂层表面的接触角则先提高,而后基本不变.综合聚合物稳定性、涂层附着力、疏水性各方面因素,氟单体用量...     

甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物的合成及在疏水涂层中的应用

采用连续再生催化剂原子转移自由基聚合(ICAR ATRP)合成了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物(PGMA-b-PDFHMA)。然后将嵌段共聚物与纳米二氧化钛(Ti O2)复合制备疏水涂层。通过凝胶渗透色谱、核磁共振仪、接触角、扫描电子显微镜等对嵌段共聚物及涂层进行了研究与表征。研究结果表明,采用ICAR ATRP法成功制备了甲基丙烯酸环氧丙酯-b-甲基丙烯酸十二氟庚酯嵌段共聚物。嵌段共聚物结构及嵌段共聚物与纳米粒子的比例对涂层疏水性有显著影响。当含氟嵌段共聚物的链段摩尔比为1∶0.10,含氟嵌段共聚物与Ti O2质量比为0.5/1~10/1时,含氟嵌段共聚物接枝纳米Ti O2混合物制备的涂层表面的接触角可达150°。嵌段共聚物的含氟链段长度和涂层表面粗糙结构的差异是影响涂层疏水性的主要原因。     

PVDF/SiO2/PDMS涂层超疏水纺织品性能

目的 针对普通纺织品材料防水性和防污性较差的问题,制备具有自清洁功能的超疏水涂层纺织品,并研究其性能.方法 以涤纶织物为基材,通过非溶剂诱导相分离法,使用聚偏氟乙烯和疏水纳米二氧化硅复合液在纺织品表面构筑微纳粗糙结构,采用聚二甲基硅氧烷对其进行疏水化处理,获得自清洁超疏水涂层纺织品.采用扫描电子显微镜、X射线能量散射光谱和视频光学接触角测量仪等对其结构和性能进行表征,并通过机械摩擦、洗涤、酸/碱/盐溶液浸渍和紫外光照等方法对其表面超疏水稳定性进行考察.结果 当聚偏氟乙烯质量分数为2％,疏水纳米二氧化硅质量分数为0.4％,聚二甲基硅氧烷质量分数为1％时,制备的纺织品的表面接触角可达(162.2°±0.8°),滚动角达(2.0°±0.4°),具有优异的超疏水自清洁效应;经72 h酸/碱/盐溶液浸渍、196 h紫外光照、2500次摩擦和120次家庭水洗后,其表面接触角仍大于150°,表现出优异的超疏水稳定性.结论 采用简便的非溶剂相分离法制备的涂层纺织品具有优异的自清洁性能,并且其超疏水性能具有机械耐久性和化学稳定性,有望应用于纺织材料包装领域.     

改性纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂层的制备及其性能

为防止输电线路上污闪事故的发生,以氟碳树脂(FEVE)为成膜剂,以改性纳米TiO2和聚四氟乙烯(PTFE)微粉为复合填料,制备了一种新型的有自清洁效应的纳米TiO2/PTFE复合氟碳防污闪涂料.采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征纳米TiO2改性前后的结构,通过扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪对复合氟碳防污闪涂层表面的微观结构及疏水性进行了分析,对涂层表面的光催化自清洁性和疏水性保持机制进行了深入探讨.结果表明:改性纳米TiO2和PTFE通过化学键合作用在复合氟碳防污闪涂层表面构建了微纳复合粗糙结构,与水静态接触角达134°,涂层不仅具有优良的理化、电气绝缘性能,而且还具有有效的自清洁功能和疏水性保持性能.     

自清洁聚氯乙烯型材的制备与性能

用硅丙乳液与纳米SiO2粒子在聚氯乙烯(PVC)型材表面制备了仿生自清洁涂层,采用扫描电镜、接触角表征了其低表面能、微-纳米粗糙结构。研究发现,当纳米SiO2含量为1.00%时,PVC型材表面涂层的接触角为151°,构成了超疏水表面。经集灰和耐玷污性实验发现,水滴能将面涂涂层的PVC型材表面的炭黑带走,涂层具有防污自清洁性能。耐候性研究表明,面涂涂层的PVC型材在老化10 d后,其总色差ΔE变化为8.61,具有优异的抗紫外老化性能,而没有涂层的PVC型材总色差变化为30.67,延长了户外PVC建筑型材的使用寿命。     

SiO2/凹凸棒土复合材料自修复超疏水涂层的制备与性能

在过去的几十年中,超疏水表面由于其特殊的性能而受到极为广泛的关注,但是在室外应用中,受环境中各种因素的影响,大多数超疏水表面很轻易会失去其超疏水性。采用简单的两步浸涂法制备得到一种表面坚固的可修复超疏水涂层。以聚硅氧烷与无水乙醇混合制得涂层底层;中性硅酮玻璃胶、纳米SiO2、微米级凹凸棒土(ATP)粉末以及聚硅氧烷共混制得涂层面层。利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对涂层的微观形貌、润湿性、分子结构进行表征。确定了中性硅酮玻璃胶的最佳用量,考察了涂层的耐磨性能、自清洁性能以及机械磨损与酸碱环境下的自修复性能。结果表明：中性硅酮玻璃胶添加量在质量分数为1wt%时涂层疏水能力最佳,水接触角达到153.5°±1.5°。在50 g砝码(1.03 kPa)下经过360 cm的机械磨损,涂层仍具备140°以上的水接触角。并且涂层在受到一定程度的机械磨损或是酸碱破坏后,都可以通过高温加热实现涂层超疏水性能的修复,此外涂层还具备一定的耐水稳定性以及优异的自清洁能力。     

PDMS/PTFE杂合固化制备自清洁超疏水涂层

以正硅酸乙酯(TEOS)为交联剂、二月桂酸二正辛基锡(DOTDL)为催化剂,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)与聚四氟乙烯(PTFE)超细粉杂合固化在玻璃基体上制得具有一定透明度的自清洁超疏水涂层。使用接触角测量仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪对表面浸润性、形貌及结构进行表征,讨论了PTFE超细粉加入量对表面结构和浸润性的影响,探究了涂层的自清洁性能。制得的超疏水表面静态接触角最高达169.83°,滚动角2~3°,具有很好的超疏水性、低粘附力及自清洁性能。     

含氟气湿反转剂的合成与表征

采用乳液聚合的方法合成了含氟丙烯酸酯聚合物乳液。红外光谱(FT-IR)对其结构进行分析,发现所有单体参与了反应,产物呈现共聚物结构。接触角测量结果显示,增加含氟单体的含量或应用含氟烷基侧链长的含氟单体合成聚合物,其产生的疏水性较强。含氟丙烯酸酯聚合物处理岩心后,蒸馏水、油田污水、十六烷、原油的接触角分别由2.52°、10.62°、2.2°和35.35°增加到139.79°、122.31°、65.46°和85.68°,表明岩心表面的润湿性由强液湿转变为气湿。毛细管上升实验结果表明,聚合物可以使气/水体系和油/气体系中的接触角分别由60°和32.86°增加到118.36°和76.11°。因此,合成的聚合物可以使毛细管的润湿性发生气湿反转。     

基于纤维素纳米纤维的超疏水涂层制备研究

采用简单的浸涂法制备具有优异自清洁性能和良好耐久性能的超疏水涂层。基于纤维素纳米纤维(CNF)与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS),以棉织物为基底制备了超疏水涂层,实现了棉织物表面功能化。通过单因素实验分别研究不同浓度CNF以及不同浓度PDMS对涂层疏水性的影响,并采用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)等对超疏水涂层进行了测试表征。CNF和PDMS在棉织物表面牢固结合,成功制备了耐久超疏水涂层。SEM结果显示,与纯PDMS涂层相比,CNF构筑了超疏水涂层所需的微观粗糙结构,为超疏水涂层的制备提供了有利条件。当PDMS浓度为4%,CNF浓度为4%时,超疏水涂层的水滴接触角(WCA)达159.2°,水滴滚动角(WSA)为4.3°。耐摩擦测试结果显示,经过40次砂纸摩擦之后涂层的水滴接触角仍达150.3°,具有超疏水性能,说明PDMS为涂层提供低表面能的同时,也具有良好的粘结性能进而提高了涂层的耐久性能。采用CNF和PDMS在棉织物表面成功制备了耐久超疏水涂层,同时实现了优异的自清洁、防水抗污性能,并且具有良好的耐久性能。     

含氟丙烯酸酯共聚物改性环氧涂层的制备与性能

采用半连续滴加的乳液聚合法制备了甲基丙烯酸十二氟庚酯-丙烯酸十八酯-甲基丙烯酸甲酯(DFMA-SA-MMA)三元共聚物,并将其加入到环氧涂料中,制备了具有极高疏水性能的环氧涂层.考察了含氟丙烯酸酯无规共聚物的加入量对涂层的接触角和表面能的影响.结果表明,共聚物的加入显著降低了涂层的表面能,接触角明显增大,当共聚物的用量...     

含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能研究

为了深入探讨含氟聚合物纳米TiO2复合涂层性能,在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPT-MS)、N-甲基全氟辛基磺酰基胺基丙烯酸乙酯(MPSAEA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)的共聚物中利用原位复合技术引入纳米TiO2微粒,制备了均匀透明的TiO2纳米复合含氟聚合物材料.用红外光谱(FT-IR)、紫外光谱(UV-vis)、透射电镜(TEM)等表征了复合材料的形貌和结构.将聚合物用作涂层材料,用接触角测定仪、多功能电子能谱仪(XPS)和原子力量显微镜(AFM)测定了涂层与水的接触角、涂层表面的化学成分和涂层的形貌.结果表明,纳米复合聚合物可在玻片表面形成均匀光滑的涂层,涂层具有优异的疏水性.     

聚合物/疏水性SiO2超疏水复合涂层的制备及表征

使用低密度聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和疏水性SiO2为原料,通过简单的共混涂膜方法在玻璃基底上制得了具有超疏水性能的聚乙烯/疏水性SiO2和聚甲基丙烯酸甲酯/疏水性SiO2复合涂层;用接触角测量仪、扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪等分析手段对涂层的润湿性能、微观结构以及表面化学成分等进行了表征。结果表明,所制备的两种聚合物/疏水性SiO2复合涂层的静态水接触角都超过150°,滚动角低至3.0°。聚合物和疏水性SiO2共混涂膜后形成了类似于荷叶的微纳米二元结构,是其表面具有优异超疏水性能的主要原因。