简述亲水基憎水材料原理及应用

亲水基憎水材料在不改变亲水基材料本身各项性能的同时,有效地提高了材料的物理及化学性能,通过使用添加剂,材料可呈现出更优越的使用性,在我们的日常生活中得到越来越广泛的应用。     

憎水剂对钢铁表面不同涂层破损处的修复行为研究

飞机部件在组装、运输等过程中易造成表面涂层的破损划伤,一些零部件的连接形成的缝隙等都是环境介质侵蚀的通道和发生腐蚀的敏感区域.为此以环氧有机硅涂层、聚氨酯涂层、AV15涂层(国外产品)为基础,用航空零件用憎水剂(BH-102)对涂层破损划伤处进行修复,考察了修复后的涂层在中性盐雾、湿热环境中的腐蚀特性.结果表明:憎水剂在这三种涂层的破损划伤处修复都能得到具有明显憎水效果的表面膜层,可以有效抑制破损划伤处的腐蚀过程;相比憎水剂对环氧有机硅涂层、聚氨酯涂层破损处的修复来说,憎水剂对AV15涂层的修复效果(防腐蚀性能)优异是因为憎水剂与这种涂层中的成膜物和阻蚀成分产生协同作用的缘故.     

热转印膜用离型剂的制备与性能研究

通过对纳米SiO2先进行预处理改善分散性,再加入成膜物质和表面活性剂制得的离型剂,其固化性、稳定性较好,涂布于PET基材薄膜上,测得单位面积油墨残留率小,说明该乳液起到离型作用.     

憎水膜层在大气暴露和模拟积水环境中的失效行为研究

研究憎水膜层表面憎水角、憎水角滞后、红外吸收光谱、交流阻抗响应、表面微观结构等变化,探讨不同环境条件和基材对憎水膜层失效行为的影响。结果表明:室外大气暴露环境中憎水性能衰减速率较室内环境的快,室内环境暴露115d的膜层憎水角仍在100°以上,而同样在室外环境中憎水膜层的憎水角则下降到50°左右。红外分析表明,室外憎水膜层中Si—O—Si长链结构和Si—H键遭破坏;在模拟积水环境中钢与铝合金上的膜层憎水性能及水滴在膜层表面的流动性能差异较大,但两种材料上的憎水膜层分子结构未发生明显改变;AFM测试结果表明,膜层本身粗糙度的降低是导致憎水性能下降的原因之一。     

聚四氟乙烯拉伸微孔膜的制备

通过挤出、压延和拉伸工艺制备了聚四氟乙烯微孔膜。SEM分析表明,膜具有小岛状结点和与拉伸方向平行的微细纤维组成的结构。实验结果表明,树脂的性质、拉伸温度、拉伸速率以及拉伸方式是影响微孔膜结构的关键工艺因素。另外探讨了微孔膜形成机理,认为纤维是从带状结晶的树脂颗粒中被拉出的,而结点是未被拉伸的树脂聚集在一起形成的。     

用溶胶－凝胶法制备金属表面耐蚀性膜层

用溶胶－凝胶（Ｓｏｌ－Ｇｅｌ）法在不锈钢表面制备了４种成分的无机物薄膜．对制备条件进行了研究；用ＸＲＤ、ＳＥＭ对薄膜的结晶状态和．形貌进行了观察；用电化学方法考察了这４种薄膜对提高基体材料抗蚀性产生的效果。实验结果表明，４种膜层对于提高极化电阻值均有明显作用．其中９ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３膜层效果最好，这揭示了其制备方法对提高金属的抗蚀性具有明显的效果，并对实验结果进行了讨论。     

电沉积参数对含憎水剂微胶囊复合镀铜层的影响研究

采用水相分离法制备出了粒径在2～10μm之间的液体憎水剂微胶囊,研究了含憎水剂微胶囊复合镀铜层的制备工艺,讨论了试样放置方式、电流密度、阴阳极距离、镀液中微胶囊溶液含量、电镀时间等电沉积参数对复合镀铜层中微胶囊含量的影响.研究表明,当试样水平放置时,复合镀铜层中微胶囊的含量明显增加;镀铜层中微胶囊含量随阴极电流密度、阴阳极距离、镀液中微胶囊溶液含量的增加呈现出先增加后减小的趋势;并且随着电沉积时间的增加,复合镀铜层中憎水剂微胶囊的数量增加.     

聚四氟乙烯中空纤维膜的制备

通过聚四氟乙烯(PTFE)树脂糊料挤出和拉伸烧结成型方法,制备PTFE中空纤维膜.考察了拉伸倍数、温度和速度等拉伸工艺和烧结工艺对PTFE中空纤维膜的结构和性能的影响.实验结果表明,制膜参数中,随着拉伸倍数和温度的增加,平均孔径和孔隙率增加,泡点降低;随拉伸速度增大,膜平均孔径变小,泡点增加,拉伸速度对孔隙率的影响则呈现无规律变化;烧结可提高PTFE中空纤维膜的强度,孔径和孔隙率增加.PTFE中空纤维膜具有明显的非对称结构.     

膜蒸馏脱盐用超疏水复合膜的研制

通过溶胶凝胶法和表面涂覆法,先后在PVDF中空纤维膜表面引入亲水SiO_2纳米粒子和低表面能PDMS涂层,构建具有高粗糙度、低表面能的超疏水复合膜,并探究SiO_2粒径、SiO_2溶液涂覆时间、PDMS涂覆时间等条件对复合膜性能的影响。SiO_2/PVDF复合膜接触角只有25.8°,而PDMS/SiO_2/PVDF复合膜接触角则达到162.3°,膜蒸馏通量约24.5 kg/(m~2·h);在60 h质量分数3.5%氯化钠盐溶液膜蒸馏测试中性能稳定,截留率始终保持在99.8%以上.     

采用表面凝胶化技术制备超疏水性涂膜

采用表面凝胶化技术制备了超疏水性涂膜.在醇溶性氟化聚合物溶液中,在水量不足的酸性条件下,掺杂聚四氟乙烯(PTFE),得到了杂化复合溶胶.涂敷后,以表面凝胶化技术为手段,在涂层表面形成了微米和纳米相结合的阶层结构膜.TEM和XPS证实了凝胶化只在膜表面发生,SEM和AFM观察到膜表面的形貌与天然荷叶表面极其相似.该方法制备的涂膜对水的接触角高达155°,并具有良好的力学性能,可用于制备超疏水性功能化膜材料.     

硅溶胶-单组分水性氟树脂复合涂料的制备

采用价廉的无机硅溶胶与单组分水性氟树脂为原料进行物理混拼,初步制备了硅溶胶-单组分水性氟树脂复合涂料,将其应用于铝合金表面,通过对涂层理化性能的检测,该涂料能够符合饰面型防火涂料的国家标准,涂料不燃,不会放出浓烟,具有一定的防火性.     

抗菌聚四氟乙烯双向拉伸薄膜的制备

以聚四氟乙烯(PTFE)为基料,添加3种不同种类的抗菌剂,制备了系列抗菌PTFE双向拉伸薄膜;并测定了薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑色芽孢变种以及白色念珠菌的抑菌性能;并测试了添加抗菌剂后对薄膜力学性能的影响。研究发现,添加编号为CAH-2的抗菌剂制备的薄膜抗菌效果均达到100%,具有广谱抗菌性。此外,添加液体抗菌剂会使薄膜的力学强度略有下降,添加固体粉末抗菌剂有助于增强薄膜的力学性能。     

具有不同浸润性功能有机表面薄膜的制备

通过开发的有机镀膜技术,选用具有不同功能基团的有机镀液对不锈钢表面进行改性.借助于红外光谱、接触角和表面自由能等测试对有机镀膜处理的不锈钢表面薄膜进行了表征.实验结果表明,经过TTN溶液有机镀膜后,不锈钢表面自由能升高、蒸馏水接触角减小,具有了亲水功能特性;而经过DHN和AF17N溶液有机镀膜处理后,其表面自由能降低、蒸馏水接触角增大,具有良好的疏水功能特性;其中经过AF17N镀液处理后表面自由能最小而接触角最大,即疏水效果最佳.该技术实现了不锈钢表面的亲/疏水表面改性,提供了一种制备具有不同浸润性的有机表面薄膜材料的方法.     

基于不同粒径SiO2的疏水薄膜制备及其性能

以球状SiO2为原材料,采用层层组装法制备一级和二级微结构表面,通过SEM、接触角测量仪对其表面形貌与疏水性能进行表征,研究低表面能修饰、不同粒径、不同等级对其疏水性能的影响,并对其不同条件下的疏水稳定性进行研究。结果表明:经修饰后,薄膜都由亲水变为疏水;未修饰时,2μm和20 nm SiO2复合的二级微结构疏水性能高于2μm或20 nm一级微结构,修饰后也是如此,修饰后的二级微结构表面接触角为161.3°,滚动角为3.2°;二级微结构表面经240℃高温、紫外照射200 h仍能够保持良好的疏水性能。     

核壳结构吸水性树脂的制备及性能研究

采用饥饿态半连续加料方法,对反相悬浮聚合制备核壳结构聚丙烯酸钠高吸水性树脂进行了研究。结果表明,该法制备的产品各项性能均优于溶液聚合法和一般反相悬浮聚合法制备的产品。     

铝基体上沉积硅氧化物薄膜及结合性能研究

以单晶硅片为靶材,高纯Ar和O2分别为溅射气体和反应气体,采用反应磁控溅射法在铝基体上制备了硅氧化物薄膜.由扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)、电子衍射(ED)、X射线能量散射仪(EDX)等表征了薄膜的形貌、结构和组成,通过划痕试验、弯曲试验以及热冲击试验考察了薄膜与基体结合性能.研究结果表明,在Al基体表面制备了表面粗糙度均匀、无裂缝的富硅非晶态硅氧化物薄膜,其中Si和O的原子比为1∶1.57.在经NaOH溶液腐蚀的Al基体上SiOx薄膜具有很强的结合能力,可作为蛋白质芯片的固相载体.     

Sol-Gel法制备低阻SnO2薄膜

采用sol-gel法制备了SnO2薄膜。研究了不同的实验条件对薄膜阻值的影响。利用XRD、XPS分析了薄膜的晶体结构和晶粒尺寸。利用这种低阻SnO2薄膜制作的热线型气敏元件对H2S具有较好的气敏特性。     

PVDF/PTFE双层复合驻极体膜的制备及压电性

基于利用PTFE优异的电荷储存性能，诱导和稳定PVDFβ相的形成以提高复合材料的压电性的思想，采用旋涂工艺和电晕放电方法制备了PVDF/PTFE复合驻极体压电膜，借助压电系数和表面电位测量相结合的方法，研究了制备工艺对复合膜驻极体性能的影响，并结合XRD衍射分析，研究了结晶形态与压电性的关系．结果表明复合膜d33压电系数最高达75pC/N，明显优于PVDF单层膜，其原因与复合膜电荷存储能力的提高及复合膜PVDF微晶中β相含量的增加有关．