RTV基超疏水表面的制备与性能研究

发布时间：2017-10-09 12:09

  本文关键词：RTV基超疏水表面的制备与性能研究

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【摘要】：为开发低成本、工艺简单且稳定性优异的人工超疏水表面,本论文以表面能低、加工性好的室温硫化硅橡胶为基体,通过表面颗粒修饰的方法制备了系列硅橡胶基超疏水表面,并对其机械稳定性展开了系统研究;同时通过不同功能性颗粒的选择,赋予了所制备的硅橡胶基超疏水表面以透明性、不同的装饰性颜色和夜光功能,为开发实用化的多功能硅橡胶基超疏水材料提供研究基础。主要研究内容如下:1.采用两步旋涂法制备了RTV基透明超疏水表面。将RTV溶液与经OTS改性后的SiO2悬浮液先后旋涂于玻璃片表面,固化后得到透明超疏水表面,其静态接触角为166.8°,滚动角为4.2°。测试结果表明,此超疏水表面具有良好的透明性和自清洁性;研究发现经过全氟辛基二甲基氯硅烷改性后的表面对乙二醇具有超疏液性,经OTS改性后的表面仅具有超疏水性;耐水冲和存储实验都表明含有RTV溶液的表面比不含RTV溶液的表面具有更好的稳定性。2.开发了一种简易通用的RTV基超疏水表面的制备方法。将铜粉、二氧化硅、聚偏氟乙烯等各类粒径和成分不同的粉末均匀撒播在未固化的硅橡胶溶液表面,硅橡胶固化后表面即具有超疏水性,其接触角均超过160°,滚动角均低于5°。对各类颗粒/硅橡胶复合超疏水表面的机械稳定性进行了系统的研究,结果表明其稳定性优异,能够经受手指接触、药勺刮擦、毛刷拂拭、水流冲击甚至反复砂纸打磨;并且,通过不同颗粒的选择可以赋予颗粒/硅橡胶超疏水材料以不同的装饰性颜色、导电性、透光性等功能。3.通过夜光粉和聚四氟乙烯颗粒的协同掺杂改性作用,获得了具有夜光功能的超疏水硅橡胶复合材料表面。研究表明,PTFE占混合粉末15%时,材料表面的接触角为165.1°,滚动角为5.5°,超疏水性能最佳;样品在日间吸收自然光后在夜间能发出明亮的黄绿色光,经不同光源照射相同时间后,发光超疏水材料在黑暗处持续发光时间由长到短依次为紫外光、自然光和日光灯光;在光照15 min后,发光超疏水材料储能达到饱和状态;将发光超疏水材料放置水中浸泡后,其接触角会随着浸泡时间的增加而减小。
【关键词】：超疏水表面 室温硫化硅橡胶 透明 机械稳定性 夜光
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 引言8-9
• 1.2 超疏水表面的介绍9-13
• 1.2.1 超疏水表面的定义9
• 1.2.2 接触角方程9-10
• 1.2.3 滚动角与接触角滞后10-11
• 1.2.4 理论模型11-13
• 1.3 超疏水表面的制备方法13-18
• 1.3.1 模板法13-14
• 1.3.2 相分离法14
• 1.3.3 沉积法14-15
• 1.3.4 刻蚀法15
• 1.3.5 自组装法15-16
• 1.3.6 溶胶-凝胶法16-17
• 1.3.7 一步制备法17-18
• 1.4 超疏水表面的应用18-19
• 1.4.1 防覆冰18
• 1.4.2 自清洁18-19
• 1.4.3 减阻19
• 1.4.4 防腐蚀19
• 1.5 本论文的研究意义和内容19-22
• 1.5.1 本论文研究的意义19-20
• 1.5.2 本论文研究的内容20-22
• 第2章 透明硅橡胶基超疏水表面的制备22-35
• 2.1 概述22
• 2.2 实验内容22-25
• 2.2.1 材料及实验仪器22-23
• 2.2.2 实验原理23-24
• 2.2.3 实验过程24-25
• 2.2.4 试样的表征25
• 2.3 结果与讨论25-34
• 2.3.1 粉末改性前后的分析25-27
• 2.3.2 SiO2和OTS的用量对接触角的影响27-28
• 2.3.3 透明度的测试28-29
• 2.3.4 表面形貌分析29-30
• 2.3.5 润湿性分析30-32
• 2.3.6 自清洁性32
• 2.3.7 稳定性32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 稳定型硅橡胶基超疏水表面的制备35-50
• 3.1 概述35
• 3.2 实验内容35-38
• 3.2.1 材料及实验仪器35-36
• 3.2.2 实验过程36-37
• 3.2.3 试样的表征37-38
• 3.3 结果与讨论38-48
• 3.3.1 粉末润湿性的分析38-39
• 3.3.2 RTV基复合材料超疏水表面润湿性的分析39-40
• 3.3.3 表面形貌的分析40-42
• 3.3.4 自清洁性42-43
• 3.3.5 稳定性的研究43-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第4章 夜光功能硅橡胶基超疏水表面的制备50-61
• 4.1 概述50
• 4.2 实验内容50-52
• 4.2.1 材料及实验仪器50-51
• 4.2.2 实验过程51-52
• 4.2.3 试样的表征52
• 4.3 结果与讨论52-59
• 4.3.1 润湿性和发光性的分析52-55
• 4.3.2 PTFE占混合粉末的不同比例对接触角和滚动角的影响55
• 4.3.3 表面形貌的分析55-57
• 4.3.4 成分分析57-58
• 4.3.5 不同光源照射不同时间对发光性的影响58-59
• 4.3.6 水中浸泡时间对接触角影响59
• 4.4 本章小结59-61
• 第5章 结论与展望61-63
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-69
• 攻读硕士期间发表的论文69-70
• 致谢70-71

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本文编号：1000111