溶胶-凝胶法超疏水含氟硅聚氨酯丙烯酸酯/SiO2杂化涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为前驱体,在含氟硅聚氨酯丙烯酸酯(FSiPUA)复合乳液中采用溶胶-凝胶法制备了超疏水杂化涂层。考察了MTES/TEOS的摩尔比和FSiPUA复合乳液用量等对涂层表面粗糙度、疏水性、成膜性等表面性能的影响。通过扫描电镜和接触角仪表征了涂层的微观结构及疏水性,利用马尔文粒度分析仪和傅里叶红外光谱仪分析了二氧化硅(SiO2)的平均粒径和化学结构。结果表明,随着MTES/TEOS摩尔比增加,杂化涂层的表面粗糙度逐渐下降,疏水性先增大后减小;随着FSiPUA复合乳液用量增加,涂层的成膜性逐渐变好;当(TEOS+MTES)∶C2H5OH∶NH3·H2O∶AMP-95的摩尔比为1∶6.67∶1.83∶0.24,MTES/TEOS摩尔比值为5,FSiPUA复合乳液用量为20%时,涂层具有超疏水特性,其水接触角(WCA)和滚动角(SA)分别为161.5°和2.8°,涂层表面对水滴具有优异的不粘附性。     

纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层的制备及性能研究

以有机硅聚丙烯酸为成膜物质,经γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-570)表面化学改性后的纳米SiO_2粒子(经甲苯-2,4-二异氰酸酯活化)为无机填料,制备纳米SiO_2/有机硅聚丙烯酸复合防冰涂层。利用红外测试(FT-IR)、热失重(TGA)、扫描电镜(SEM)等研究了纳米SiO_2表面化学改性的机制,探讨了纳米SiO_2用量对涂层表面形貌、浸润性及涂层与冰层之间粘附性能的影响。结果表明,KH-570化学改性提高了纳米SiO_2在涂层中的分散性并有效地提高了涂层表面的疏水性能,当KH-570化学改性后的纳米SiO_2用量为8%时,涂层表面水的接触角为150°,呈现超疏水特性;涂层与冰层之间粘附力随纳米SiO_2用量增加呈现下降趋势,当纳米SiO_2用量为8%时,涂层与冰层之间的粘附力仅为树脂涂膜的30%左右。KH-570化学改性后的纳米SiO_2与低表面能有机硅聚丙烯酸树脂的协同效应使涂层具有了良好的疏水防冰性能。     

常压干燥制备SiO2气凝胶的研究

以水玻璃为硅源,采用常压干燥制备了SiO2气凝胶。研究了老化时间、老化剂种类、干燥溶剂种类以及表面改性对SiO2气凝胶结构和性能的影响。结果表明:制得的SiO2气凝胶具有良好的疏水性,密度为0.082g/cm3,孔隙率为96.26%,比表面积达到585.4m2/g。采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外分析(FT-IR)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)等对疏水型气凝胶的结构和性能进行了研究。     

超疏水有机硅涂层的制备与性质研究

利用有机硅对单分散性SiO2纳米球疏水改性,通过浸涂提拉法和加热固化交联制得超疏水涂层。研究了单分散性纳米SiO2溶胶球尺寸大小和有机硅含量对接触角的影响。探讨了涂层在高温与酸碱盐条件下超疏水性能的变化。结果表明,当溶胶SiO2纳米球粒径增加到130 nm,无需继续添加气相SiO2纳米粒子含量就能达到微纳米结构,从而实现超疏水性。随着有机硅含量增加,其接触角会先增加到极大值(151°)而后会下降。此外涂层可耐450℃的高温,在不同的p H值溶液和盐溶液中可保持其超疏水性能。扫描电镜照片表明涂层具有微纳米二维尺度粗糙结构。     

VTES交联PDMS渗透汽化膜分离水中乙醇性能的研究

以乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)为交联剂对端羟基聚二甲基硅氧烷(H-PDMS)进行交联制备了疏水性更强的渗透汽化膜.通过考察交联温度、交联剂用量及料液温度等对该PDMS膜渗透汽化性能的影响发现:对乙醇浓度为6%的体系,交联温度为80℃,质量比m(H-PDMS)∶m(VTES)∶m(DBTDL)(二丁基二月桂酸锡)=1∶0.2∶0.02,原料液温度为40℃时,分离因子和渗透通量分别达到15.5和421.67 g/(m2.h),表明该VTES交联的PDMS膜具有良好的优先透醇性.     

恒粘天然橡胶的老化特性

研究了在天然鲜胶乳中分别加入几种不同的恒粘剂制备的恒粘天然橡胶硫化胶的热氧(热空气)、臭氧、光氧(紫外光)老化特性。结果表明,盐酸羟胺和水合联胺可改善恒粘天然橡胶(NR)的热氧老化性能,能降低臭氧和光氧老化性能;硫酸羟胺能改善恒粘NR臭氧老化性能,但对热氧和光氧老化性能产生不利影响;盐酸氨基脲在用量低时能降低恒粘NR的热氧和臭氧老化性能,但随用量的增加影响程度逐渐减小;苯胺质量分数为0.05%和0.10%时,可提高恒粘NR的热氧老化性能和降低光氧老化性能,当苯胺用量为0.20%时却降低了恒粘NR的热氧老化性能并提高光氧老化性。     

醇类共溶剂对聚丙烯酸酯/SiO_2杂化涂层表面形貌和性能的影响

通过共混法制备了聚丙烯酸酯/SiO2(PA/SiO2)杂化乳液,在成膜过程中添加醇类共溶剂,驱使杂化乳液在成膜过程发生溶胶-凝胶反应;研究了醇类共溶剂种类对涂层性能的影响。结果显示,选用异丙醇作共溶剂时,交联度从65%提高到88%,而硬度从0.71提高到0.86,涂膜的综合性能最佳。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和原子力显微镜表征涂层表面结构时,发现功能聚合物与硅溶胶间发生溶胶-凝胶反应,并在涂层表面形成了聚合物-SiO2和Si-O-Si交联骨架,使得SiO2颗粒均匀分布于涂层中,提高了杂化涂层的热稳定性。     

有机-无机杂化非离子型水性聚氨酯/SiO_2复合材料的合成及性能

以表面接有十六烷基的新型疏水气相SiO2(R816)为改性剂,采用原位聚合法合成非离子型水性聚氨酯/SiO2杂化材料(NPU/R)。以红外分析表征了产物的结构,通过扫描电镜、原子力显微镜和动态力学分析考察了疏水气相SiO2的分散性、NPU/R膜表面形态和微相结构,研究了疏水气相SiO2含量对膜防水性、紫外光透过率、热稳定性等性能的影响。结果表明,疏水气相SiO2的引入增大了聚氨酯材料的微相分离;随着SiO2质量分数的增加,杂化膜表面粗糙度增加,紫外光透过率降低,热稳定性增强;当SiO2质量分数为1%时,其在聚氨酯中分散均匀,成膜水接触角为94.1°,溶胀率降为26.2%。     

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。     

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。