环氧基超疏水涂层的制备及性能研究
发布时间：2023-04-24 23:59
超疏水表面由于具有特殊的润湿性能而在流体减阻、自清洁、防结冰等领域具有潜在的使用价值。粗糙结构及低表面自由能是材料表面达到超疏水性的两个必要因素,科研人员根据这两个因素提出了溶胶-凝胶、刻蚀、电纺丝等制备超疏水表面的方法。但这些方法存在操作复杂、仪器昂贵等缺点,使超疏水表面难以实现大面积制备。简化制备过程,降低成本,对于超疏水表面的应用具有十分重要的意义。本文结合超疏水表面的两个必要因素,以玻璃为基材制备出具有粗糙结构的超疏水涂层。借助SEM及FT-IR对涂层表面形貌及化学组成进行表征,并对涂层表面润湿性,自清洁性,耐化学性,力学性等性能做了相应测试。具体内容如下:(1)通过有机-无机杂化法制备出表面同时存在粗糙结构及低表面自由能的EP/PDMS-DTES/SiO2涂层。当EP=0.2g,m-SiO2/n-SiO2=1.8g/0.3g时,涂层表面的粗糙结构可以充分显露,涂层与基材之间具有优异的结合力,使其表现出优异的力学性能及较高的静态水接触角,WCA=152.5o。此外性能测试表明该涂层具有优异的...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 综述
1.1 序言
1.2 润湿
1.2.1 浸润及其表征
1.2.2 滚动角与接触滞后角
1.3 浸润理论
1.3.1 Young’s方程
1.3.2 Wenzel模型
1.3.3 Cassie模型
1.4 超疏水的制备方法
1.4.1 溶胶-凝胶法
1.4.2 刻蚀法
1.4.3 静电纺丝法
1.4.4 组装法
1.4.5 沉积法
1.4.6 相分离法
1.4.7 模板法
1.4.8 其它方法
1.5 超疏水表面的实际应用
1.5.1 自清洁领域
1.5.2 防腐领域
1.5.3 防结冰领域
1.5.4 油水分离领域
1.5.5 流体减阻领域
1.5.6 其他领域
1.6 本文研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器及表征
2.1 实验原料
2.2 实验设备及仪器
2.3 分析与测试
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
2.3.2 接触角(WCA)测试
2.3.3 表面形貌(SEM)表征
2.3.4 TG测试
2.3.5 耐温性能测试
2.3.6 XPS表征
第三章 有机/无机杂化超疏水涂层的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 EP/SIO2/PDMS-DTES超疏水涂层的制备
3.2.1 EP/SiO2/PDMS-DTES超疏水涂层的制备原理
3.3 结果与讨论
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
3.3.2 涂层的润湿性
3.3.3 SEM表面分析
3.4 涂层性能研究
3.4.1 涂层自清洁性能研究
3.4.2 涂层的防污性能测试
3.4.3 涂层耐磨性能测试
3.4.4 涂层耐温性研究
3.4.5 涂层耐化学性测试
3.4.6 涂层的户外和紫外光稳定性
3.4.7 涂层在不同基片上的适用性
3.4.8 涂层表面耐腐性与疏水性的可修复性探究
3.5 本章小结
第四章 EP/ZnO/STA超疏水涂层的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 EP/ZnO涂层的制备
4.2.2 EP/ZnO/STA超疏水涂层的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同参数对EP/ZnO/STA涂层润湿性能的影响
4.3.2 SEM表面分析
4.3.3 FT-IR及 XPS表征
4.4 EP/ZNO/STA超疏水涂层性能表征
4.4.1 涂层自清洁性能测试
4.4.2 涂层耐酸碱性能测试
4.4.3 涂层耐候性能测试
4.4.4 涂层耐磨性能测试
4.4.5 涂层表面水流冲击测试
4.4.6 涂层耐盐性能测试
4.4.7 涂层超疏水性能的可修复性研究
4.4.8 涂层超疏水稳定性测试
4.4.9 涂层对不同基材的适用性
4.5 本章小结
第五章 EP/m-EP-SiO2/DTES超疏水涂层的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 m-EP疏水粒子的制备及表征
5.2.2 SiO2纳米粒子的改性及表征
5.2.3 EP/m-EP-SiO2/DTES混合溶液的制备
5.2.4 EP/m-EP-SiO2/DTES超疏水涂层的制备
5.2.5 环氧树脂的低表面能改性
5.3 结果与讨论
5.3.1 FT-IR表征
5.3.2 不同参数对EP/m-EP-SiO2/DTES涂层润湿性能的影响
5.3.3 SEM表面分析
5.4 EP/M-EP-SIO2/DTES超疏水涂层性能研究
5.4.1 涂层自清洁性能测试
5.4.2 涂层耐摩擦性能测试
5.4.3 涂层耐酸碱性能测试
5.4.4 涂层耐温性能测试
5.4.5 涂层疏水性的可修复性研究
5.4.6 涂层耐剥离性测试
5.4.7 涂层表面水流冲击测试
5.4.8 涂层超疏水性稳定测试
5.4.9 涂层对各种基材的适用性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3800287
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 综述
1.1 序言
1.2 润湿
1.2.1 浸润及其表征
1.2.2 滚动角与接触滞后角
1.3 浸润理论
1.3.1 Young’s方程
1.3.2 Wenzel模型
1.3.3 Cassie模型
1.4 超疏水的制备方法
1.4.1 溶胶-凝胶法
1.4.2 刻蚀法
1.4.3 静电纺丝法
1.4.4 组装法
1.4.5 沉积法
1.4.6 相分离法
1.4.7 模板法
1.4.8 其它方法
1.5 超疏水表面的实际应用
1.5.1 自清洁领域
1.5.2 防腐领域
1.5.3 防结冰领域
1.5.4 油水分离领域
1.5.5 流体减阻领域
1.5.6 其他领域
1.6 本文研究意义及内容
1.6.1 研究意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器及表征
2.1 实验原料
2.2 实验设备及仪器
2.3 分析与测试
2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
2.3.2 接触角(WCA)测试
2.3.3 表面形貌(SEM)表征
2.3.4 TG测试
2.3.5 耐温性能测试
2.3.6 XPS表征
第三章 有机/无机杂化超疏水涂层的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 EP/SIO2/PDMS-DTES超疏水涂层的制备
3.2.1 EP/SiO2/PDMS-DTES超疏水涂层的制备原理
3.3 结果与讨论
3.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征
3.3.2 涂层的润湿性
3.3.3 SEM表面分析
3.4 涂层性能研究
3.4.1 涂层自清洁性能研究
3.4.2 涂层的防污性能测试
3.4.3 涂层耐磨性能测试
3.4.4 涂层耐温性研究
3.4.5 涂层耐化学性测试
3.4.6 涂层的户外和紫外光稳定性
3.4.7 涂层在不同基片上的适用性
3.4.8 涂层表面耐腐性与疏水性的可修复性探究
3.5 本章小结
第四章 EP/ZnO/STA超疏水涂层的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 EP/ZnO涂层的制备
4.2.2 EP/ZnO/STA超疏水涂层的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同参数对EP/ZnO/STA涂层润湿性能的影响
4.3.2 SEM表面分析
4.3.3 FT-IR及 XPS表征
4.4 EP/ZNO/STA超疏水涂层性能表征
4.4.1 涂层自清洁性能测试
4.4.2 涂层耐酸碱性能测试
4.4.3 涂层耐候性能测试
4.4.4 涂层耐磨性能测试
4.4.5 涂层表面水流冲击测试
4.4.6 涂层耐盐性能测试
4.4.7 涂层超疏水性能的可修复性研究
4.4.8 涂层超疏水稳定性测试
4.4.9 涂层对不同基材的适用性
4.5 本章小结
第五章 EP/m-EP-SiO2/DTES超疏水涂层的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 m-EP疏水粒子的制备及表征
5.2.2 SiO2纳米粒子的改性及表征
5.2.3 EP/m-EP-SiO2/DTES混合溶液的制备
5.2.4 EP/m-EP-SiO2/DTES超疏水涂层的制备
5.2.5 环氧树脂的低表面能改性
5.3 结果与讨论
5.3.1 FT-IR表征
5.3.2 不同参数对EP/m-EP-SiO2/DTES涂层润湿性能的影响
5.3.3 SEM表面分析
5.4 EP/M-EP-SIO2/DTES超疏水涂层性能研究
5.4.1 涂层自清洁性能测试
5.4.2 涂层耐摩擦性能测试
5.4.3 涂层耐酸碱性能测试
5.4.4 涂层耐温性能测试
5.4.5 涂层疏水性的可修复性研究
5.4.6 涂层耐剥离性测试
5.4.7 涂层表面水流冲击测试
5.4.8 涂层超疏水性稳定测试
5.4.9 涂层对各种基材的适用性研究
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3800287
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