超疏水功能涂层材料研究获进展

近日,中国科学院兰州化学物理研究所利用简便、经济、实用的复合有机涂层材料制备方法,在铝、铜、钢等金属材料表面构筑出了具有微／纳米结构的超疏水表面功能涂层材料,解决了超疏水涂层材料在工程应用中构筑方法复杂、工程实用困难的关键技术问题。     

超疏水涂层的研究进展

总结了近年来国内外制备超疏水涂层材料的类型、超疏水涂层的制备方法以及超疏水涂层在某些领域中的应用,并对超疏水涂层的未来发展趋势进行了展望。     

超疏水材料制备研究进展

对超疏水材料的表面疏水机理以及近几年超疏水材料制备的研究进展进行了综述,目前超疏水材料制备的方法日益成熟,越来越多简单便捷的方式出现,但还是有很多不足例如有些方式不适宜大规模生产,预计以后会有更多会更贴合实际的方式方法。同时提出了所介绍制备方式的不足之处并且对未来发展进行了展望。     

纳米金催化材料研究有新发现

纳米金催化材料是催化化学领域新兴的研究热点之一，近年来受到国际化学界的广泛关注。中国科学院兰州化学物理研究所在纳米金催化材料的制备和应用研究方面取得了新进展。     

超疏水材料综述

随时代的发展,人们对超疏水材料的研究逐渐深入。超疏水材料具有优良的超疏水性能等,在工业、实际生活中具有较广泛的应用。但如今关于超疏水材料的资料较多,查阅起来也较繁琐。为方便人们更直观地了解有关超疏水材料的制备方法和应用领域等信息,本文将对超疏水材料进行简单综述,并提出对超疏水材料的展望。     

纳米纤维素构建超疏水材料研究进展

纳米纤维素表面富含活性羟基,具有高度的亲水性和吸水性,这在很大程度上成为影响纳米纤维素在工业上大规模应用的主要因素。对纳米纤维素表面的活性羟基进行化学修饰提高其疏水性,日益成为国内外学者研究的热点。本文在简要阐述超疏水材料基本特征和制备方法的基础上,对比了不同超疏水材料制备方法 (模板法、喷涂法、沉积法、刻蚀法)的优劣,重点介绍了国内外学者利用纳米纤维素构建超疏水材料(气凝胶、纸张、涂层、薄膜等)在生物医学、造纸工业、油水分离、食品包装、储能材料等不同领域的研究进展,归纳并分析了目前纳米纤维素构建超疏水材料在改性方式和性能提升等方面仍存在的问题,同时指出了纳米纤维素构建超疏水材料未来将朝着过程无污染化、工艺简化、稳定性优化等方向发展。     

硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层的研究进展

超疏水涂层具有特殊的润湿性,同时还具有良好的耐化学腐蚀性和机械性能,可以应用于众多领域。硅烷偶联剂改性无机氧化物可以降低涂层的表面能,使其具有超疏水性。本文归纳了溶胶—凝胶法、化学气相沉积法、模板法和刻蚀法制备无机氧化物超疏水涂层的优缺点,重点介绍了常见硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层的特点,总结了超疏水涂层在织物、陶瓷材料、表面防冰、金属防腐和生物医学等领域的应用,并对硅烷偶联剂改性无机氧化物超疏水涂层目前存在的问题及改进方向进行了展望。     

超疏水纳米涂层材料的制备及其在钢筋防锈中的应用

针对钢筋混凝土结构工程建设中的预布置钢筋容易生锈问题,本文在温和条件下制备出一种超疏水纳米涂层材料,采用扫描电子显微镜、红外吸收光谱、热重和接触角测量仪对材料进行结构表征,结果表明,制得的超疏水纳米涂层材料由致密的纳米颗粒组成,外观呈液态,具有良好的可施工性、热稳定性和超疏水性能。将表面涂刷过超疏水纳米涂层材料的钢筋置于中性盐雾环境中,试验结果表明超疏水纳米涂层材料能够减缓预布置钢筋生锈。     

超疏水SiO2@OTES自清洁涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅颗粒、正辛基三乙氧基硅烷(OTES)和硅烷偶联剂KH560为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层。在酸性催化剂及有机溶剂中,OTES、KH560将纳米颗粒表面由亲水改性为疏水。探究了纳米SiO₂、OTES、KH560三种原材料含量对超疏水涂层润湿性能的影响。结果表明,当掺杂3.5 g纳米SiO₂,8%的OTES与2%的KH560时,涂层达到最佳疏水效果,其接触角为(154±1)°,滚动角为(3.3±0.5)°。采用SEM、FTIR红外光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)对超疏水SiO₂@OTES材料的表面形貌与化学成分进行了表征。实验表明制备出的超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层具有良好的自清洁防污、耐低温与耐磨性能,且将涂层回收重新制得的表面仍具有超疏水性。     

超疏水近红外吸收涂层的制备及性能表征

以纳米Si O2为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为粘合剂、Sm2O3为功能颜料,通过合理的涂层结构设计,采用刮涂法制备得到具有超疏水特性的PDMS/Sm2O3复合涂层。分析探讨了PDMS和Sm2O3配比(质量比)、纳米Si O2添加量及表面微纳结构层对涂层性能的影响规律。结果表明,PDMS和Sm2O3质量比对涂层性能具有重要影响,当m(PDMS)∶m(Sm2O3)=6∶4时,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至58.8%,涂层的水接触角可达到113°,明显高于传统聚氨酯基近红外吸收涂层的水接触角。通过在PDMS/Sm2O3复合涂层表面涂覆具有明显乳突状结构特征的PDMS/SiO2微纳结构层,可使涂层实现超疏水特性。PDMS/Sm2O3复合涂层表面经Si O2质量分数为30%的PDMS/SiO2微纳结构层涂覆后,其水接触角可增大到158°,滚动角可低至4°,同时具有较低的1.06μm近红外反射率(61.4%)性能。     

聚合物基超疏水涂层的制备及应用进展(2)

简要综述了超疏水表面的疏水机制及聚合物基超疏水涂层的基本情况(包括常用材料、制备方法及应用),重点阐述了聚合物基超疏水涂层的制备方法(如模板法、相分离法、刻蚀法和聚合物/无机纳米粒子复合法等)及其在自清洁、油水分离、抗冰冻和抗菌等领域的研究进展和存在的问题。最后对聚合物基超疏水涂层的应用前景进行了展望。     

聚合物基超疏水涂层的制备及应用进展(1)

简要综述了超疏水表面的疏水机制及聚合物基超疏水涂层的基本情况(包括常用材料、制备方法及应用),重点阐述了聚合物基超疏水涂层的制备方法(如模板法、相分离法、刻蚀法和聚合物/无机纳米粒子复合法等)及其在自清洁、油水分离、抗冰冻和抗菌等领域的研究进展和存在的问题。最后对聚合物基超疏水涂层的应用前景进行了展望。     

由无机特殊表面结构构造的超疏水材料

超疏水材料因在自清洁、防腐蚀、防冰附以及减阻等功能上具有广泛的应用,吸引了越来越多的关注。近年来,无机材料因易于构造具有特殊形貌的高比表面结构,在超疏水领域中显示出独特的优势。本文在简要介绍超疏水现象的定义、发展与应用的基础上,综述了超疏水理论的三个经典模型,并对国内外部分已商业化的超疏水材料进行了分析和总结。重点概括了不同种类无机材料构建的超疏水表面的研究进展。最后,本文总结了目前超疏水材料在制备过程中存在的一些问题,针对性地提出该领域未来研究的两个主要趋势：从仿生角度改进材料设计,制备集强附着力与耐久性于一体的多功能复合涂层;降低制备成本以推动产品的规模化和实用化。     

超疏水表面涂层研究进展

超疏水表面具有自清洁、非湿润等特性,在涂饰、防水和生物医药材料等许多领域中用途广泛。从超疏水表面的制备方法和相关的理论分析方面综述了超疏水表面的研究新进展,指出超疏水表面涂层研究中存在的问题,并对超疏水表面研究的未来的发展进行了展望。     

水性超疏水涂层的制备、调控与应用的研究进展

基于可持续发展和绿色环保的要求,以水替代有机挥发性溶剂的新型水性超疏水涂层逐渐成为研究热点,但是水性涂料的分散性及涂层的疏水稳定性、涂层性能等相关问题也随之而来。本文介绍了水性超疏水涂层制备方法的发展现状,针对水性超疏水涂层力学耐久性能差的问题提出可行性方案,例如制备内外一致的一体化复合结构,加强涂层内界面相互作用,交联作用或设计自修复水性超疏水涂层等。此外,还对水性超疏水涂层在油水分离、防结冰、自清洁等领域的进展进行阐述,并探讨了水性超疏水涂层的规模化制备、涂层力学性能的强化和耐久性研究将成为主要探索方向,只有夯实水性超疏水涂层的基础研究,工业应用才能突破。     

透明超疏水SiO2/硅酮胶复合涂层的制备及性能

以疏水纳米SiO_2和中性硅酮结构胶为主要原料,采用喷涂法在玻璃表面制备出透明超疏水SiO_2/硅酮胶复合涂层。采用FTIR、SEM、接触角测量仪和紫外-可见分光光度计对复合涂层的分子结构、微观形貌、润湿性和透光率进行表征。讨论了纳米SiO_2的添加量与涂层表面微结构、水接触角、透明性三者的关系,考察了复合涂层的耐水冲击性能和耐水稳定性能。结果表明:SiO_2/硅酮胶复合涂层表面呈连续的多孔网络状,团聚的SiO_2纳米粒子分散在作为骨架的亚微米级硅酮胶周围,构成了微纳米双尺度的复合粗糙结构。当SiO_2质量分数为2.0%时,复合涂层的水接触角达到最大为169.8°±0.7°,在380～760nm可见光范围内的平均透光率为82.9%;当硅酮胶质量分数为4%时,复合涂层分别经5 h水冲击以及10 d水浸泡后,水接触角仍保持在140°以上。     

功能超疏油材料研究取得新进展

近日,中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实现室表面与界面课题组在疏油材料研究方面取得新进展。     

耐腐蚀性镁合金超疏水涂层的研究进展

镁合金材料的易腐蚀性或快速降解严重限制了其实际工业应用,在镁合金表面构建超疏水涂层可显著提高其耐腐蚀性,有效防止在水环境或大气环境下的腐蚀降解。本文介绍了超疏水界面及镁合金超疏水涂层的防腐蚀机理,综述了镁合金超疏水涂层近 3年来的最新研究进展,并总结了其主要制备技术,包括化学蚀刻法、水热合成法、电化学沉积法、喷涂法、浸渍法、微弧氧化法、阳极氧化法及其他方法。分析了超疏水涂层在镁合金防腐蚀中存在的问题,结合研究经验展望了镁合金超疏水涂层的发展趋势。     

超疏水表面润湿性能研究

润湿性能是固体表面的重要特征之一,具有特殊润湿性和可控润湿性材料因其巨大的应用潜力而成为人们关注的热点。介绍超疏水状态下Wenzel和Cassie-Baxter两种接触角模型及其相互关系,讨论了微纳米结构对疏水表面接触角的影响,总结了近年来超疏水表面制备技术的研究进展,并展望了超疏水表面润湿理论研究前景。     

环境友好超疏水材料的制备及应用研究进展

随着科技的进步,超疏水材料的制备技术得到了快速发展,其优越的性能在表面自清洁、废弃污水的分离处理、低温下防覆冰、特殊环境的耐腐蚀等方面有广阔的应用前景,但制备技术存在过程复杂、成本高、难以大面积制备和对环境不友好等缺点及对性能的评价体系不完善、与实际应用所处环境不符合等问题。基于上述问题,本文从构筑材料的选用、评价体系的分析等方面进行综述,希望为该方向未来的发展提供新的思路。