PDMS/PTFE杂合固化制备自清洁超疏水涂层

发布时间：2021-03-25 08:05

　　以正硅酸乙酯（TEOS）为交联剂、二月桂酸二正辛基锡（DOTDL）为催化剂,利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）与聚四氟乙烯（PTFE）超细粉杂合固化在玻璃基体上制得具有一定透明度的自清洁超疏水涂层。使用接触角测量仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪对表面浸润性、形貌及结构进行表征,讨论了PTFE超细粉加入量对表面结构和浸润性的影响,探究了涂层的自清洁性能。制得的超疏水表面静态接触角最高达169.83°,滚动角2³°,具有很好的超疏水性、低粘附力及自清洁性能。 

【文章来源】：功能材料. 2017,48(06)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图２ＰＤＭＳ／ＰＴＦＥ涂层的接触角和滚动角Ｆｉｇ２Ｗａｔｅｒｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅｓ（ＣＡ）ａｎｄｓｌｉｄｅａｎｇｌｅｓ

时，经计算ｆ＝０．０３２，即固－气接触面积高达９６．８％，珊瑚礁状的粗糙结构间隙困入大量空气，所以表现出超疏水性，水滴也更易滚动。图３不同ＰＴＦＥ超细粉添加量的ＰＤＭＳ／ＰＴＦＥ涂层扫描电镜图Ｆｉｇ３ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＰＤＭＳ／ＰＴＦＥｃｏａｔｉｎｇｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍａｓｓｏｆＰＴＦＥ：（ａ）０．２ｇ；ｉｎｓｅｒｔｓａｔｔｈｅｔｏｐ－ｒｉｇｈｔｃｏｒｎｅｒｉｓｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｐｕｒｅＰＤＭＳ－ＴＥＯＳｃｏａｔｉｎｇ；（ｂ）ｈｉｇｈｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ（ａ）；（ｃ）０．５ｇ；（ｄ）ｈｉｇｈｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ（ｃ）；（ｅ）０．７ｇ；（ｆ）ｈｉｇｈｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ（ｅ）；（ｇ）１．０ｇ；（ｈ）ｈｉｇｈｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ（ｇ）表１ＰＴＦＥ添加量、表面接触角及粗糙因子之间的关系Ｔａｂｌｅ１ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰＴＦＥ，ｃｏｎｔａｃｔａｎｇｌｅａｎｄｒｏｕｇｈｎｅｓｓｆａｃｔｏｒ样品ＰＴＦＥ添加量／ｇ接触角θω／（°）粗糙因子ｒ添加前０１１９．６３°１．０添加后０．２０．５０．７１．０１５１．０１１５８．６３１６３．９４１６９．８３１．７７１１．８８５１．９４５１．９９２如图４所示，图４（ａ）－（ｊ）为水滴从一定高度滴落到超疏水涂层表面的动态行为，水滴滴落到表面被弹起，经过几次反弹后静止在表面仍呈球形，表明ＰＤＭＳ／ＰＴＦＥ涂层具有较低的粘附力。２．３ＦＴ－ＩＲ红

粘附力，所以水滴很容易带走表面的灰尘等污染物，水滴带走超疏水表面污染物的示意图如图６，水滴在重力或者其它外力作用下运动以带走表面污染物。选用接触角为１６９．８３°的样品做自清洁实验，将样品倾斜约３°放置在接触角测量仪样品台上，样品表面铺撒一层灰尘，图７中样品表面凸起为灰尘颗粒。用测量仪高速相机记录水滴带走污染物的动态过程。如图７（ａ）－（ｅ））示，从倾斜的样品顶端滴一滴纯净水滴，从水滴中心颗粒可以看出，水滴从斜面滚落的过程中很容易地带走了表面的灰尘。图４水滴滴落到超疏水涂层表面的动态行为Ｆｉｇ４Ｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｓｏｆｗａｔｅｒｄｒｏｐｌｅｔｓｏｎｔｏｔｈｅｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｃｏａｔｉｎｇ图５添加ＰＴＦＥ前后涂层的ＦＴ－ＩＲ图谱Ｆｉｇ５ＦＴ－ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＰＤＭＳ／ＰＴＦＥｃｏａｔｉｎｇｓ由于所用的ＰＴＦＥ颗粒粒径在５００ｎｍ～５μｍ之间分布，而可见光波长范围为４００～７８０ｎｍ之间，较大颗粒对可见光的散射和反射作用使得制备的超疏水涂层透光度并不理想，雾度较大。图６水滴带走超疏水表面污染物的示意图Ｆｉｇ６Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｗａｔｅｒｄｒｏｐｃａｒｒｙｉｎｇｏｆｆｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓ０６１９０２０１７年第６期（４８）卷


本文编号：3099359