新型氟硅超疏水/疏油自修复材料的高效制备与应用研究
发布时间：2021-04-27 18:10
受自然界去润湿现象的启发,对水/油接触角（CA）>150°、滑动角（SA）<10°的超疏水/疏油表面,因其特殊的应用价值而引起了科研工作者的广泛关注。但就制备与应用而言,仍然存在一些难以逾越的障碍。首先,疏水/疏油表面所需的低表面能聚合物因弱的分子间相互作用,往往与基材的结合力欠佳。同时,相应的聚合方法也都较为苛刻,高效合成反应性含氟聚合物的问题仍未得到有效的解决。其次,基于现有的润湿机理与模型所设计的疏水/疏油表面因由低表面能物质以及多级粗糙结构构成,其多存在制备过程繁琐,结构易被破坏等问题。虽然近年来,研究者们提出了多种解决途径,如设计微/纳复合结构、引入弹性组分、增加界面附着力、提高交联网络与通过自修复方式等。但是迄今,涂层的机械稳定性依然没有得到有效的解决。例如,微/纳复合结构在构筑时界面会存在缺陷;自修复的效率也会随着修复次数的增加出现很大程度上的衰减。针对以上问题,本论文以经由点击反应高效合成的氟硅树脂为基础,遵循润湿理论,采用多重策略简单有效地构筑了自修复超疏水/疏油表面。分别采用扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和X射线能光电子谱（XPS）...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 仿生超疏水/疏油表面
1.2 超疏水/疏油表面的理论模型
1.2.1 Young’s方程
1.2.2 Wenzel与Cassie-Baxter模型
1.2.3 Cassie亚稳态与Wenzel状态转变
1.2.4 接触角滞后和接触线理论
1.3 超疏水/疏油表面的制备及稳定性
1.3.1 超疏水/疏油表面的制备方法
1.3.2 超疏水/疏油界面应用问题
1.4 点击化学及其快速高效制备超疏水/疏油表面的应用
1.5 提高疏水/疏油表面的稳定性的方法
1.5.1 构造微纳多级结构
1.5.2 构造高交联网络
1.5.3 利用有机-无机复合体系
1.5.4 引入弹性复合体系
1.5.5 提高界面附着力
1.5.6 建立具有自修复功能的表面
1.6 超疏水/疏油表面的应用
1.6.1 自清洁
1.6.2 防覆冰
1.6.3 油/水分离
1.6.4 减阻
1.6.5 其他功能应用
1.7 本课题的目的意义与主要研究内容
1.7.1 本课题的目的意义
1.7.2 本论文的主要研究内容
第二章 氟硅树脂结构设计与点击化学制备方法研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原材料与分子结构式
2.2.2 样品制备
2.2.3 测试分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 click化学中两种机理的对比
2.3.2 T-FAS_6组成分析
2.3.3 凝胶网络的形成与凝胶时间
2.3.4 后固化时间对涂层机械强度的影响
2.3.5 单分子层与多分子层交联网络
2.3.6 在不同基材上的超疏水涂层
2.4 本章小结
第三章 T-FAS_6/PDMS/H-SiO_2互穿网络自修复超疏水涂层的制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原材料
3.2.2 样品制备
3.2.3 性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 超疏水涂层结构与组成分析
3.3.2 混纺织物的超疏水稳定性
3.3.3 超疏水性能的影响因素分析
3.3.4 拉伸强度与弯曲模量
3.3.5 耐酸碱性与自修复行为
3.3.6 互穿网络的自修复机理
3.3.7 耐紫外、耐高温与耐沾污性能
3.4 本章小结
第四章 T-FAS_6/FOTS自修复超疏水涂层的制备及其对机械损伤快速自修复行为研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原材料
4.2.2 样品制备
4.2.3 性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 碱蒸汽刻蚀时间对PET纤维的形貌影响
4.3.2 形貌分析与组成分析
4.3.3 T-FAS_6/FOTS配比对超疏水性能的影响
4.3.4 PET织物的超疏水稳定性
4.3.5 耐摩擦性与自修复行为
4.3.6 化学稳定性与自修复行为
4.3.7 耐紫外、耐高温与耐沾污性能
4.3.8 快速、长效的自修复机理
4.4 本章小结
第五章 T-FAS_8@FOTS自修复超双疏涂层的制备及其复合结构研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原材料
5.2.2 样品制备
5.2.3 性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 氟硅树脂T-FAS_8的合成与表征
5.3.2 PET织物的超双疏行为及其稳定性
5.3.3 形貌分析与成份分析
5.3.4 耐摩擦性与自修复行为
5.3.5 化学稳定性与自修复行为
5.3.6 耐沾污性与自修复行为
5.3.7 智能双层自修复结构
5.4 本章小结
第六章 “胶粘剂+微球”法制备自修复超双疏涂层及其应用研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 原材料
6.2.2 样品制备
6.2.3 性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 纳米F-SiO_2溶胶粒径及分布
6.3.2 PET织物的超双疏性能及其稳定性
6.3.3 F-SiO_2的添加量与CVD时间对超双疏性能的影响
6.3.4 形貌分析与成份分析
6.3.5 耐磨擦性能与自修复行为
6.3.6 AO刻蚀与自修复行为
6.3.7 耐紫外、耐化学腐蚀与耐沾污性能
6.4 本章小结
第七章 结论与创新
7.1 结论
7.2 论文的创新点
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术论文与参加科研情况
本文编号：3163927
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 仿生超疏水/疏油表面
1.2 超疏水/疏油表面的理论模型
1.2.1 Young’s方程
1.2.2 Wenzel与Cassie-Baxter模型
1.2.3 Cassie亚稳态与Wenzel状态转变
1.2.4 接触角滞后和接触线理论
1.3 超疏水/疏油表面的制备及稳定性
1.3.1 超疏水/疏油表面的制备方法
1.3.2 超疏水/疏油界面应用问题
1.4 点击化学及其快速高效制备超疏水/疏油表面的应用
1.5 提高疏水/疏油表面的稳定性的方法
1.5.1 构造微纳多级结构
1.5.2 构造高交联网络
1.5.3 利用有机-无机复合体系
1.5.4 引入弹性复合体系
1.5.5 提高界面附着力
1.5.6 建立具有自修复功能的表面
1.6 超疏水/疏油表面的应用
1.6.1 自清洁
1.6.2 防覆冰
1.6.3 油/水分离
1.6.4 减阻
1.6.5 其他功能应用
1.7 本课题的目的意义与主要研究内容
1.7.1 本课题的目的意义
1.7.2 本论文的主要研究内容
第二章 氟硅树脂结构设计与点击化学制备方法研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原材料与分子结构式
2.2.2 样品制备
2.2.3 测试分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 click化学中两种机理的对比
2.3.2 T-FAS_6组成分析
2.3.3 凝胶网络的形成与凝胶时间
2.3.4 后固化时间对涂层机械强度的影响
2.3.5 单分子层与多分子层交联网络
2.3.6 在不同基材上的超疏水涂层
2.4 本章小结
第三章 T-FAS_6/PDMS/H-SiO_2互穿网络自修复超疏水涂层的制备与性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原材料
3.2.2 样品制备
3.2.3 性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 超疏水涂层结构与组成分析
3.3.2 混纺织物的超疏水稳定性
3.3.3 超疏水性能的影响因素分析
3.3.4 拉伸强度与弯曲模量
3.3.5 耐酸碱性与自修复行为
3.3.6 互穿网络的自修复机理
3.3.7 耐紫外、耐高温与耐沾污性能
3.4 本章小结
第四章 T-FAS_6/FOTS自修复超疏水涂层的制备及其对机械损伤快速自修复行为研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原材料
4.2.2 样品制备
4.2.3 性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 碱蒸汽刻蚀时间对PET纤维的形貌影响
4.3.2 形貌分析与组成分析
4.3.3 T-FAS_6/FOTS配比对超疏水性能的影响
4.3.4 PET织物的超疏水稳定性
4.3.5 耐摩擦性与自修复行为
4.3.6 化学稳定性与自修复行为
4.3.7 耐紫外、耐高温与耐沾污性能
4.3.8 快速、长效的自修复机理
4.4 本章小结
第五章 T-FAS_8@FOTS自修复超双疏涂层的制备及其复合结构研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原材料
5.2.2 样品制备
5.2.3 性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 氟硅树脂T-FAS_8的合成与表征
5.3.2 PET织物的超双疏行为及其稳定性
5.3.3 形貌分析与成份分析
5.3.4 耐摩擦性与自修复行为
5.3.5 化学稳定性与自修复行为
5.3.6 耐沾污性与自修复行为
5.3.7 智能双层自修复结构
5.4 本章小结
第六章 “胶粘剂+微球”法制备自修复超双疏涂层及其应用研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 原材料
6.2.2 样品制备
6.2.3 性能测试
6.3 结果与讨论
6.3.1 纳米F-SiO_2溶胶粒径及分布
6.3.2 PET织物的超双疏性能及其稳定性
6.3.3 F-SiO_2的添加量与CVD时间对超双疏性能的影响
6.3.4 形貌分析与成份分析
6.3.5 耐磨擦性能与自修复行为
6.3.6 AO刻蚀与自修复行为
6.3.7 耐紫外、耐化学腐蚀与耐沾污性能
6.4 本章小结
第七章 结论与创新
7.1 结论
7.2 论文的创新点
参考文献
致谢
攻读博士期间发表的学术论文与参加科研情况
本文编号：3163927
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