层层自组装SiO_2/木材复合材料的超疏水性及其形成机制

通过层层自组装技术制备纳米SiO_2薄膜,利用1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(POTS)作为疏水改性剂制备出了超疏水木材。EDXA、FT-IR、XRD、SEM分析证实经过层层自组装处理后,木材表面生长出了纳米SiO2薄膜,后续修饰处理的POTS试剂后与纳米SiO_2通过化学键结合生长于木材表面。接触角测试显示,当木材表面自组装5层后,制备的木材具有超疏水性能,接触角高达161°。TG分析表明超疏水木材具有较好的热稳定性。超疏水木材表面的形成机制可以归纳为层层自组装的纳米SiO_2薄膜在木材表面构建了微纳米级粗糙结构,并经后续低表面能物质POTS的修饰处理使得木材表面由亲水转变为超疏水。     

改性PAMAM超亲水聚合物的制备及其防覆冰性能研究

采用溶胶-凝胶法引入二氧化硅纳米粒子制备了超亲水改性PAMAM聚合物,利用FT-IR、SEM、AFM以及表面张力仪对改性PAMAM聚合物涂层进行表征,考察了改性PAMAM聚合物涂层的润湿性能和表面结构特征,并对其防覆冰性能进行了研究。结果表明,制备的超亲水涂层表面形成了微纳米复合结构且静态接触角为9.4°达到超亲水状态;超亲水涂层具有较好的防结冰特性,主要是由于PAMAM端部的氨基以及分子空腔有助于超亲水表面形成水膜,抑制表面结冰速度,40min内覆冰量仅为1.19g,温度-5℃时延迟结冰时间可长达133s,而普通的疏水涂层只能延迟38s;改性PAMAM涂层的冰表面粘附力约为0.33N,疏冰性能显著优于普通的亲水和疏水涂层;稳定性测试中,经过12次结冰循环测试,其静态接触角和冰表面粘附力的平均变动幅度分别为1.4%和1.2%。     

基于超亲水原理的自清洁表面研究进展及产业化状况

简要介绍了超亲水表面的自清洁原理、各种制备方法及目前超亲水自清洁表面的产业化状况.从初始接触角、光谱响应范围和超亲水持久性角度出发,指出了当前超亲水自清洁表面研究中存在的问题.最后对其未来发展进行了展望.     

非晶型超疏水和超亲水TiO2薄膜的制备与表征

通过溶胶-凝胶法, 以载玻片为基底制得非晶型纳米TiO₂薄膜, 用SEM、 XPS、 XRD和接触角测量仪研究了薄膜的微观形貌、 表面元素、 晶型结构及薄膜的疏水性, 用Wenzel、 Cassie 理论对纳米TiO₂薄膜的润湿性进行了理论分析。结果表明, 经紫外光照射16 h后, 薄膜表面由超疏水性变为超亲水性, 接触角接近0°。薄膜表面合适的粗糙度和低表面能材料表面修饰的协同作用使其表现出良好的超疏水性。     

以丝网为模板量产聚烯烃超疏水/超亲水表面

以不锈钢丝网为模板,用热压微模塑方法制备了聚烯烃超疏水/超亲水表面。研究了热压温度对所制表面微观结构和超疏水性能的影响。考察了所得表面超疏水性的耐水冲击能力。结果表明,所制表面形成了均匀分布的微尖刺结构,并呈超疏水性能（接触角〉150°,滚动角5°）,但抗水压能力较弱,当水流动能稍大时（流速2 m/s、流量0.4 m3...     

长效稳定的超疏水氧化铝表面的制备与性能

通过在载玻片表面涂覆一层由溶胶-凝胶法制备的氧化铝溶胶,再经过一定的热处理、沸水处理和表面修饰等工艺,得到了一种超疏水性氧化铝表面。利用接触角测试和扫描电子显微镜观测等技术对薄膜的制备过程、表面形貌和微观结构、润湿性能及其稳定性等进行了考察。结果表明:所制得的氧化铝薄膜由多孔的花瓣状粗糙结构和疏水长链单分子层构成,从而赋予该薄膜具有超疏水特性。而且,所制备的薄膜在空气中放置一年后,其表面仍然保持超疏水特性,表明该薄膜的超疏水特性十分稳定。同时,该薄膜在较宽的pH值范围内,其表面都呈现出十分强的疏水特性,如当水滴的pH值在1-11范围内时,薄膜表面接触角均在146°以上;而当水滴的pH值达到13.8时,其接触角显著降低。     

强黏附性超疏水氧化铝的表面结构和黏附机理

以三丁醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法和浸涂法制备得到氧化铝凝胶薄膜。再通过沸水处理、热处理和表面接枝聚乙烯亚胺和硬脂酸等工艺,获得了一种既具有超疏水特性又呈现出强黏附力的氧化铝薄膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和接触角测试等技术对薄膜表面的化学组成、形貌、结构和润湿性能及其黏附性等进行了考察。结果表明:所研制的氧化铝表面由多孔的花瓣状粗糙结构和独特的疏水长链单分子层构成。水滴可以润湿粗糙表面上较大尺度的凹槽,而不能浸润较小尺度的凹槽,从而使得这种氧化铝表面既呈现出很高的接触角,又具有较强的黏附特性。     

SiO_2预涂层对TiO_2多层膜结构与亲水性能的影响

采取溶胶-凝胶法制备了TiO2与SiO2的前驱溶液。并利用SiO2薄膜固有的多孔特性,在普通载玻片上以SiO2为模板成功制得了具有较大粗糙度以及多孔特性的多层TiO2薄膜,其表面粗糙度亦达到14.7nm;利用热重-差热分析仪(TGA-DSC)对TiO2溶胶进行分析;采用X射线衍射仪(XRD)、扫描探针显微镜(CSPM)和扫描电镜(SEM)对薄膜的结构与形貌进行了表征。并考察了不同层数TiO2薄膜性能的差异,实验结果表明,未预涂SiO2的TiO2膜表面光滑平整,而预涂了SiO2的TiO2表面呈现出均匀的微孔结构。前者在避光6h后完全失去超亲水性;而预涂1层SiO2的TiO2薄膜在经过30h避光处理后,接触角依然小于10°,其中两层TiO2薄膜接触角仅为6.7°,润湿性得到了很好的保持。     

锡青铜表面超疏水薄膜的制备及其水润滑减摩性能

为了改善锡青铜在水润滑条件下的摩擦性能,在其表面以1％氟硅烷乙醇溶液制备了超疏水薄膜.通过扫描电镜(SEM)观察了超疏水薄膜的表面形貌,测量了其接触角;在CETRUMT-2球-盘摩擦磨损试验机上考察了超疏水薄膜水润滑下的减摩性能.结果表明:锡青铜表面刻蚀并成膜后形成了粗糙的微纳复合结构,刻蚀40 min表面接触角可达151.1°,具备超疏水性能;超疏水薄膜在水润滑下具有较低的摩擦系数,可有效降低摩擦副的磨损.     

改性纳米TiO_2薄膜超亲水性的研究进展

纳米TiO2超亲水薄膜是新型的功能性薄膜,在自洁、防雾和生物兼容性应用等方面起着重要的作用。由于普通的TiO2薄膜禁带宽度较大,亲水性能不佳,使其实际应用受到极大的限制,改性是提高TiO2薄膜超亲水性能的重要手段。因此,对TiO2进行改性就成为该领域的关键课题之一。文中综述了纳米TiO2薄膜的超亲水性机理,以及实现超亲水性表面的改性方法。