功能化超疏水/超双疏材料的制备及性能研究

发布时间：2023-09-14 05:02

　　通常,将水滴在固体表面的接触角大于150°,滑动角小于10°的表面称为超疏水表面。当固体表面同时对水滴和低表面张力液体的接触角大于150°时,该表面称为超双疏表面。近年来,超疏水和超双疏表面在自清洁、防结冰、防雾、抗菌、防腐蚀及油水分离等领域,具有广泛的应用前景。研究表明,构筑微纳米级粗糙结构和较低的表面自由能是制备超疏水表面的两个重要因素。近年来,研究人员在超疏水表面制备方面取得了许多优异成果。但大多数超疏水表面只具有疏水性而不具有疏油性,有机液体很容易在表面铺展开,这种现象主要是由于超疏水表面的表面张力高于油性液体的表面张力造成的,因此可以通过采用表面张力更低的修饰剂制备具有疏油性能的表面。目前,结合特殊的微纳米级粗糙结构和低表面能氟碳化合物,已经制得多种性能优异的超双疏材料。但大多数超疏水/超双疏材料在实际应用中容易受外部应力的作用而使得表面结构遭受破坏,或在苛刻的酸碱环境中减弱或丧失超疏液性。因此,采用简易、成本低廉且耗时短的制备方法,同时增强材料的耐机械磨损性和化学稳定性对其在实际生产中的应用具有非常重要的意义。本论文主要选用成本低廉的高岭土微纳米颗粒为主要原材料,通过不同低...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表
1 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 固体表面的润湿性理论研究
        1.2.1 固体表面润湿性概念与杨氏方程
        1.2.2 固体表面润湿性基本理论
    1.3 自然界中的超浸润现象
    1.4 超疏水/超双疏材料的研究进展
        1.4.1 超疏水/超双疏材料的制备方法
        1.4.2 超疏水/超双疏材料的研究现状及应用前景
    1.5 立题思想与研究内容
        1.5.1 立题思想
        1.5.2 研究内容
2 由高岭土选择多样性制备超疏液材料及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验及表征部分
        2.2.1 实验材料与仪器
        2.2.2 实验内容
        2.2.3 材料的性能测试及表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 由高岭土颗粒选择性制备不同超疏液材料及润湿性分析
        2.3.2 材料的表面形貌分析
        2.3.3 材料的化学组成分析
        2.3.4 材料的粒径分析
        2.3.5 材料自清洁性能测试
        2.3.6 材料油水分离能力测试
        2.3.7 超疏油-超亲水材料的水下粘附力测试
    2.4 本章小结
3 高岭土-有机硅氧烷耐磨损超双疏材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验及表征部分
        3.2.1 实验材料与仪器
        3.2.2 实验内容
        3.2.3 材料的性能测试与表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 耐磨损超双疏材料的制备及润湿性分析
        3.3.2 超双疏材料的表面形貌和化学组成
        3.3.3 机械耐磨损和耐久性测试
        3.3.4 化学稳定性测试
        3.3.5 粘附性测试
        3.3.6 自清洁性能测试
        3.3.7 超双疏颗粒的液体弹珠现象
    3.4 本章小结
4 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3846604