高表面电荷超亲水涂层的研究
发布时间：2021-01-16 04:51
润湿性是许多生物过程以及许多工程和工业技术的核心,其中一种极端润湿状态--超亲水性,即水可以迅速扩散并完全湿润表面形成薄膜。超亲水涂层通过在材料表面形成水膜,阻止污染物与材料表面接触,同时在水的冲刷下能将表面污染物带走,从而达到自清洁效果。超亲水涂层由于表面能高,使用条件苛刻,耐久性差等缺点,科学研究仍未有突破性进展。因此,开发出耐久性高性能的超亲水涂层,有很高的科研价值以及商业价值。本文构建超亲水体系从两个原理出发,构建高表面能表面和构造涂层表面粗糙度。二维层状磷酸锆类材料不仅具有一般层状化合物的共性,还有结构规整和可设计性,可作为主体,客体分子插入主体层间。四丁基氢氧化铵为代表的有机铵盐能对磷酸锆进行剥离,且过量的铵盐由于带有大量羟基,能在磷酸锆表面形成极性表面。所制备的涂层呈现超亲水性,并有很优良的透光度（97%）。实验还探究了磷酸锆尺寸、插层剂配比、插层剂种类对插层复合物表面形貌的影响,进一步研究了对润湿性的作用。此外,对超亲水涂层自有的防雾性能做了测试实验,发现涂覆的载波片能够防止水滴聚集,减少光散射。本文制备的具有表面微结构的超亲水涂层制备过程简单,无需外界刺激达到超亲水性...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根据ISIWebofKnowledge科学基础搜索，在2000年至2010年期间，每年发表的使用超亲水性论文数量
腹??92.3%。更重要的一点是，即使在可见光的暗室中保存至少60天后，该具有超良好亲水性的前体薄膜仍然继续保持着良好的超亲水性。聚合物薄膜接枝修饰是在PDMS聚合物表面直接形成聚合物薄膜以获得一种稳定疏水性涂层的一种很有前途的修饰方法，Lillehoj[15]等人在室温PDMS聚合物表面附加了PEG层，PEG修饰的效果使PDMS聚合物表面在室温下仍能保持与空气的疏水接触角(WCA)<22°，在高温大气的条件下保持47天的长期疏水稳定性。Makamba[16]等人分别利用空气中的聚乙烯亚胺与聚丙烯酸的化学静电自组装，在空气中水解的聚(苯乙图1-2紫外线对涂有TiO2薄膜的载玻片的亲水性和透明度的影响。[10]当在黑暗中（a和c）存放时，水在TiO2涂层玻璃上仍保持透镜形状，接触角为70-80（a和c），但在暴露于UV辐射（b和d）时会完全扩散开
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-1.2.2润湿扩散理论用来确定和区分流体的润湿行为的接触角是亲水还是疏水的主要测量指标之一是接触角的作用强度测量。流体表面接触角通常是在液-固和液-汽界面的两个交点处相互形成的接触角。根据流体和水滴的接触角，该指标根据材料的疏水性可以细分为:流体的超亲水性(θe<90°)，疏水性(90°<θe<150°)或者非超疏水性(θe>150°)。接触角越高，液-液相互作用的接触角强度越大，使得该材料更疏水。每种润湿和非润湿解决方案的接触角作用强度范围如图1-3[23]。亲水和疏水两种特性的重要性将润湿和扩展应用到许多其他的学科，例如有机化学，物理和机械工程。这些研究确定一种液体在表面上的润湿和扩散能力。这是由两种介质之间的表面和界面相互作用决定的，并且在该研究领域已经开始进行了广泛的探索和研究，以用于研究各种影响液体润湿和其扩散行为铺展模式的因素和张力。这些诸如范德华力，静电力和其他固体分子间相互作用力之类的力相互作用决定了一种液体的润湿和扩散能力。已经开发出许多新的技术和工具来为研究者提供对液体润湿和其铺展扩散行为的最新见解。此类的技术和工具包括先进的原子力分析显微镜，表面力分析仪器和其他分子流体动力学。1805年，托马斯杨(ThomasYoung)首先建立了基于化学均质的平坦固体分子表面的第一张力定律。液相，气相和/或固相之间的张力在界面作用处的比能被精确地描述为液体在表面处的张力。液体凝聚相用γIJ表示。γIJ的下标是一个固体，液体(l)和固体蒸气(v)之间的平衡界面。一个液体/蒸气在其表面的平衡性能可以简单地将其表示为γ。因此当液滴与固体的表面边缘接触时，它们可能会趋于以最低的固体能量密度达到平衡的状态。可以通过杨氏方程式（1-1）描述在一个固体表面
本文编号：2980185
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
根据ISIWebofKnowledge科学基础搜索，在2000年至2010年期间，每年发表的使用超亲水性论文数量
腹??92.3%。更重要的一点是，即使在可见光的暗室中保存至少60天后，该具有超良好亲水性的前体薄膜仍然继续保持着良好的超亲水性。聚合物薄膜接枝修饰是在PDMS聚合物表面直接形成聚合物薄膜以获得一种稳定疏水性涂层的一种很有前途的修饰方法，Lillehoj[15]等人在室温PDMS聚合物表面附加了PEG层，PEG修饰的效果使PDMS聚合物表面在室温下仍能保持与空气的疏水接触角(WCA)<22°，在高温大气的条件下保持47天的长期疏水稳定性。Makamba[16]等人分别利用空气中的聚乙烯亚胺与聚丙烯酸的化学静电自组装，在空气中水解的聚(苯乙图1-2紫外线对涂有TiO2薄膜的载玻片的亲水性和透明度的影响。[10]当在黑暗中（a和c）存放时，水在TiO2涂层玻璃上仍保持透镜形状，接触角为70-80（a和c），但在暴露于UV辐射（b和d）时会完全扩散开
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-1.2.2润湿扩散理论用来确定和区分流体的润湿行为的接触角是亲水还是疏水的主要测量指标之一是接触角的作用强度测量。流体表面接触角通常是在液-固和液-汽界面的两个交点处相互形成的接触角。根据流体和水滴的接触角，该指标根据材料的疏水性可以细分为:流体的超亲水性(θe<90°)，疏水性(90°<θe<150°)或者非超疏水性(θe>150°)。接触角越高，液-液相互作用的接触角强度越大，使得该材料更疏水。每种润湿和非润湿解决方案的接触角作用强度范围如图1-3[23]。亲水和疏水两种特性的重要性将润湿和扩展应用到许多其他的学科，例如有机化学，物理和机械工程。这些研究确定一种液体在表面上的润湿和扩散能力。这是由两种介质之间的表面和界面相互作用决定的，并且在该研究领域已经开始进行了广泛的探索和研究，以用于研究各种影响液体润湿和其扩散行为铺展模式的因素和张力。这些诸如范德华力，静电力和其他固体分子间相互作用力之类的力相互作用决定了一种液体的润湿和扩散能力。已经开发出许多新的技术和工具来为研究者提供对液体润湿和其铺展扩散行为的最新见解。此类的技术和工具包括先进的原子力分析显微镜，表面力分析仪器和其他分子流体动力学。1805年，托马斯杨(ThomasYoung)首先建立了基于化学均质的平坦固体分子表面的第一张力定律。液相，气相和/或固相之间的张力在界面作用处的比能被精确地描述为液体在表面处的张力。液体凝聚相用γIJ表示。γIJ的下标是一个固体，液体(l)和固体蒸气(v)之间的平衡界面。一个液体/蒸气在其表面的平衡性能可以简单地将其表示为γ。因此当液滴与固体的表面边缘接触时，它们可能会趋于以最低的固体能量密度达到平衡的状态。可以通过杨氏方程式（1-1）描述在一个固体表面
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