超疏水表面的制备方法

近年来,超疏水表面因在生产、生活和基础研究领域具有广泛而重要的用途,引起了研究者的广泛重视。目前,关于超疏水表面的制备方法有很多,本文将介绍几种常见超疏水表面的制备方法。     

防紫外超疏水织物的制备及耐久性评价

采用全纳米颗粒自组装的方法,在棉、锦纶和涤纶织物上制备了TiO_2/SiO_2薄膜,再经十六烷基三甲基硅烷修饰,得到了兼具抗紫外及超疏水功能的多种织物。自组装过程中分别以SiO_2和Ti_2溶胶为原料,逐层于聚电解质表面处理的织物上组装了TiO_2/SiO_2多层薄膜。经扫描电子显微镜(SEM)测试表明,膜层均匀沉积在织物纤维表面。接触角测试表明,疏水处理后表面水的接触角可达172°。紫外可见分光光度计测试表明,经TiO_2/SiO_2修饰后,织物在紫外光区的吸光度成倍提高。用耐老化、耐摩擦、耐水流喷射等耐久性试验评价了织物在使用过程中可能遇到的各种破坏,证明自组装再经疏水剂处理的织物具有良好的耐久性。     

超疏水表面:从制备方法到功能应用

回顾了近年来超疏水表面的研究进展,综述了超疏水表面的制备方法,尤其是近两年来较新的制备技术,阐述了粗糙形貌的制备方法及低表面能物质的修饰技术.此外,还介绍了新型功能性超疏水表面的研究应用状况以及超疏水表面的发展方向和应用前景.     

铝合金基体上超疏水表面的制备

采用简单化学刻蚀的方法制备出多晶铝合金基体上的超疏水表面.刻蚀后的铝合金表面经过氟化处理后具有了超疏水的性质,水滴与表面的接触角达到156°,接触角滞后为5°.通过对表面进行扫描电镜分析可知,超疏水铝合金表面上具有了由长方体状的凸台和凹坑构成的深浅相间的微纳米结构,这些微纳米结构相互连通形成凹凸不平的“迷宫”结构,这种结构经氟化修饰后,可捕获空气,形成水与基底之间的气垫,对表面超疏水性的产生起到了关键的作用.文中对铝合金基体上的超疏水现象以Cassie 理论进行了分析,结果表明,水与表面形成了非均匀接触,约12%的面积是水滴和基体接触,而有约88%的面积是水滴和空气接触.研究中考查了不同刻蚀时间以及不同刻蚀液浓度对表面疏水效果的影响.最佳制备条件为:盐酸溶液浓度为4.0 molL1,刻蚀时间为12 min.     

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。     

超疏水/超亲油SiO2薄膜的制备和表征

采用溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷为共前驱体制备纳米疏水SiO2溶胶,经十二烷基三甲氧基硅烷(dodecyltrimethoxysilane,DTMS)改性后,制备出SiO2粒子薄膜,用红外光谱分析SiO2粒子的化学组成,用透射电镜观察凝胶时间对SiO2粒子形貌的影响,用扫描电镜和接触角表征SiO2涂膜的表...     

静电纺制备超疏水表面纤维膜的研究进展

简介经典的固体表面润湿性理论,阐明了实现超疏水性的两个必要条件：低表面能表面和微一纳米复合结构。综述了当前国内外静电纺丝制备超疏水纤维膜的最新研究进展及其应用前景。     

ZnO/聚二甲基硅氧烷超疏水薄膜的制备及其性能研究

通过硬脂酸对ZnO粒子的改性,使其表面引入了疏水性的甲基,将改性后的ZnO粒子与低表面能物质聚二甲基氧烷经过混合陈化固化过程后,在钢片上形成聚二甲基硅氧烷/ZnO超疏水涂层。采用接触角分析仪、扫描电镜、红外光谱,表征涂层表面的形貌和疏水性。结果表明,改性后的ZnO粒子在聚合物上构造微/纳米双重粗糙结构表面,涂层表面具有优异的自清洁性,水的静态接触角达161°,滚动角5°。该方法简单有效有巨大的应用前景。     

沉积碳纳米微球制备超疏水表面

通过采用长链脂肪烃混合物在大气环境下的不完全燃烧,将其产生的碳纳米微球沉积在铝合金基底,制备一种具有稳定超疏水性能的表面。该方法简捷高效、所用原料廉价易得、操作简单、无需特殊设备。所制备的超疏水表面不仅对纯水具有很高的接触角,而且对于腐蚀性液滴也保持了很高的接触角。采用透射电镜和扫描电镜分别研究了所制备的超疏水表面的表面形貌以及碳纳米微球的微观结构,结果表明,碳纳米微球在微米尺度上的堆积和其50 nm的直径赋予了表面超疏水性能。     

TiO2/聚二甲基硅氧烷超疏水涂层制备及其金属防腐性能研究

以铝片为基底,采用溶胶凝胶法,制备疏水防腐涂层。以纳米Ti O2和聚二甲基硅氧烷为原料,通过硬脂酸使纳米Ti O2表面由亲水性变成疏水性,然后将改性后的Ti O2与聚二甲基硅氧烷复合,经机械共混、热处理、浸渍提拉等过程,形成超疏水防腐涂层。涂层表面形貌和疏水性采用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、接触角分析仪等进行表征。结果表明,复合涂层表面具有微/纳米双重粗糙结构,与水的静态接触角为155°,滚动角8°;采用极化曲线和交流阻抗等电化学法对涂层防腐性能进行表征,结果表明,其腐蚀电位较纯聚二甲基硅氧烷涂层正移0.2 V,而相比裸铝片,腐蚀电位从-926 m V正移至-525 m V,腐蚀电流密度从4.68×10-5A/cm2下降至5.69×10-6A/cm2。     

硬脂酰化纤维素纳米晶复合聚苯乙烯制备木材超疏水表面

通过酸水解微晶纤维素制备出纤维素纳米晶（CNC）,并使用硬脂酰氯对其进行表面改性合成出硬脂酰化纤维素纳米晶（SCNC）。以SCNC为基本构筑单元,加入一定量的聚苯乙烯（PS）,运用超分子自组装与喷涂法制备出SCNC-PS超疏水涂料用于木材超疏水改性。所制备出的超疏水木材接触角166±2°,滚动角5±2°,可以承受韦伯数为345的液滴冲击,且在165℃下具有优异的热稳定性能。聚苯乙烯的引入显著提高了表面的机械稳定性能,与未添加聚苯乙烯对照相比,在100个周期的砂纸磨损试验后接触角从106°提升至147°。     

环氧树脂偶联纳米颗粒制备超疏水表面

利用激光加工在钛合金表面构建微米级粗糙结构,采用环氧树脂溶液和纳米二氧化硅分散液对该表面进行涂覆处理,对得到的微/纳分级粗糙表面进行全氟硅烷修饰,得到具有超疏水性的复合膜层,并采用扫描电子显微镜、三维形貌仪、接触角测量仪评价膜层的形貌结构和润湿性。结果表明,激光加工构建的微米级结构和纳米二氧化硅颗粒组成的微/纳二元粗糙结构对超疏水表面的构建具有重要作用;复合膜层表面的接触角随二氧化硅分散液溶度的提高呈现先增加后减小趋势,并最终逐渐稳定在150 °左右;在二氧化硅分散液溶度为12.0 g/L时,复合表面的接触角最大,可达159 (°)。     

室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

微纳结构超疏水表面的制备及应用研究进展

在自然界中,如莲叶、水燕等,由于其独特的微纳结构及低表面能特性,表现出优异的超疏水性能,构筑具有仿生性质的超疏水材料,并在其中发挥着重要作用。介绍了近年来超疏水材料领域取得的一些成果,综述了模板法、激光刻蚀法、等离子体处理法、静电纺丝技术、电化学腐蚀、相分离法等多种方法的研究进展,还介绍了超疏水材料在自清洁、防结冰、油水分离、抗腐蚀和减阻等方面的应用。最后,对超疏水表面的制备和应用做了总结,探讨了制备超疏水表面的未来方向。     

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。     

制备超疏水棉布的一种简单方法

采用较为简单的层层自组装法,先对棉布进行处理,再以改性后的Ti O2悬浮液浸泡棉布,从而达到棉布表面超疏水的效果。利用接触角测量仪对棉布进行接触角(CA)的测定,利用扫描电子显微镜对棉布表面进行表征。结果显示,采用上述方法处理后的亲水棉布表现出了良好的超疏水性,水滴在试样表面的表现接触角均大于150°,滚动角小于5°,符合超疏水表面的要求。     

一步法构建超疏水棉织物及性能研究

采用简单易行的一步法制备超疏水棉织物,用聚苯硫醚（PPS）与纳米二氧化硅（SiO2）改变棉织物表面结构,提高粗糙程度,使用二甲基硅油（PDMS）降低棉织物表面能,棉织物多次浸泡后烘干固化。疏水整理后的棉织物与水的接触角达到161.7°,同时表现出良好的抗寒性、耐酸性、皂洗性以及自清洁性。     

超亲/超疏水微图案的制作及应用

介绍了超亲/超疏水微图案表面制备的多种方法以及超亲/超疏水微图案的应用,并对其特点进行了总结,评述了超亲/超疏水微图案在细胞生物学研究、微流体及平板印刷等领域的运用。     

超疏水铁片的制备及性能研究

为了提高铁片的疏水性,本文采用三氧化铁的乙醇溶液对铁片的表面进行刻蚀并用硬脂酸对刻蚀后的表面进行修饰,用扫描电子显微镜观测其微观结构,接触角测试仪测定表面张力。结果表明:经刻蚀的铁片表面有零散的凹坑和密集的丘陵状微米突起生成,形成纳米-微米二元结构。修饰后铁片表面的疏水性增强,接触角高达160°,滚动角小于4°。这种超疏水铁片具有良好的自清洁性、防污性和抗腐蚀性。