超疏水表面的制备及其润湿性与抑冰性研究

发布时间：2017-05-22 14:00

  本文关键词：超疏水表面的制备及其润湿性与抑冰性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：超疏水表面具有防水性、自清洁性、抑冰性、减阻性和抗腐蚀性等优异性能,使其在日常生活中的很多领域都有广阔的应用前景。目前,关于超疏水表面的制备方法和性能研究都取得了一定的进展。但是,有关于超疏水表面抑冰性的研究较少,这是超疏水材料研究中需要进一步扩展和完善的一个领域。在本文中,采用操作简单、耗时短的方法制备了超疏水表面,研究了超疏水表面的润湿性和抑冰性,并分析了超疏水表面的抑冰机理,主要研究内容和创新点如下:(1)提出一种简单、易行、耗时短的新颖的方法在低密度聚乙烯(LDPE)片材上沉积蜡烛灰涂层制备超疏水表面。该表面与水滴的接触角为160±2°、滚动角仅1°;研究了超疏水LDPE表面在冷凝条件下的润湿性,发现该超疏水表面在冷凝条件下仍具有良好的疏水性,通过对超疏水LDPE表面微观结构及在冷凝条件下润湿性进行仔细观察和分析并建立相应模型,解释了超疏水LDPE在冷凝条件下仍保持超疏水性的原因,此外,还研究了该超疏水表面在滴水结冰条件下的抑冰性能。(2)选用纳米二氧化硅(SiO_2)和液体聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料制备了PDMS/纳米SiO_2涂料,并采用高压喷射法将PDMS/纳米SiO_2涂料喷至环氧树脂片材表面,获得了超疏水环氧树脂复合材料表面。研究了超疏水环氧树脂复合材料表面的抑冰性能,发现与普通环氧树脂复合材料相比,超疏水环氧树脂复合材料表面具有良好的抑冰性。(3)以纳米SiO_2和无水乙醇为原材料制成半透明乳液,然后将乳液喷至玻璃表面,获得了透明的超疏水玻璃表面,考察了乳液中纳米SiO_2的含量对玻璃表面接触角、滚动角和透明性的影响,研究了超疏水玻璃表面的自清洁性,结果表明,当乳液中纳米SiO_2的含量为1.5%(质量分数)时,该表面不仅具有优异的防水性,还具有良好的透明性和抗污易清洁性。
【关键词】：超疏水 接触角 润湿性 抑冰性 表面
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 超疏水表面润湿性理论10-13
• 1.2.1 接触角与Young氏方程10-11
• 1.2.2 Wenzel与Cassie-Baxter模型理论11-12
• 1.2.3 Wenzel模型与Cassie-Baxter模型之间的关系12-13
• 1.3 超疏水表面的制备方法13-15
• 1.3.1 沉积法13-14
• 1.3.2 自组装法14
• 1.3.3 模板法14
• 1.3.4 溶胶-凝胶法14-15
• 1.3.5 其他方法15
• 1.4 超疏水表面在冷凝条件下润湿性研究进展15-16
• 1.5 超疏水表面抑冰性研究进展16-18
• 1.6 选题依据、研究内容及意义18-19
• 第二章 超疏水低密度聚乙烯的制备、润湿性及抑冰性能研究19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 实验部分19-23
• 2.2.1 实验材料和仪器19-20
• 2.2.2 超疏水低密度聚乙烯（LDPE）表面的制备20-21
• 2.2.3 实验表征方法21-23
• 2.3 结果与讨论23-35
• 2.3.1 表面结构表征及分析23-24
• 2.3.2 表面成分的表征与分析24-25
• 2.3.3 表面润湿性的表征与分析25
• 2.3.4 观察冷凝水滴在表面的形成过程25-28
• 2.3.5 超疏水LDPE表面在冷凝条件下润湿性变化的机理分析28-32
• 2.3.6 表面抑冰性能研究32-35
• 2.4 本章小结35-37
• 第三章 超疏水环氧树脂复合材料表面的制备、润湿性及抑冰性能的研究37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 实验部分37-40
• 3.2.1 实验材料及仪器37-38
• 3.2.2 超疏水环氧树脂复合材料表面的制备38-39
• 3.2.3 实验表征方法39-40
• 3.3 结果与讨论40-48
• 3.3.1 纳米二氧化硅的添加量对环氧树脂复合材料表面接触角和滚动角的影响40-41
• 3.3.2 表面结构的表征与分析41-43
• 3.3.3 表面抑冰性能研究43-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 超疏水玻璃表面的制备、润湿性及透明性能的研究49-58
• 4.1 引言49
• 4.2 实验部分49-51
• 4.2.1 实验材料及仪器49-50
• 4.2.2 超疏水玻璃表面的制备50
• 4.2.3 实验表征方法50-51
• 4.3 结果与讨论51-57
• 4.3.1 纳米二氧化硅质量分数对玻璃表面超疏水性能的影响51-52
• 4.3.2 表面的形貌表征与分析52-53
• 4.3.3 表面润湿性的表征与分析53
• 4.3.4 纳米二氧化硅质量分数对玻璃表面透明性能的影响53-54
• 4.3.5 超疏水透明玻璃表面的抗污性54-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 结论与展望58-60
• 参考文献60-66
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果66-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 魏增江;田冬;肖成龙;刘伟良;;超疏水表面:从制备方法到功能应用[J];化工进展;2009年11期

2 潘光;黄桥高;胡海豹;刘占一;;超疏水表面的润湿性及其应用研究[J];材料导报;2009年21期

3 牟丹;周奕含;;疏水高分子单链在疏水表面上吸附和扩散过程的分子动力学模拟[J];物理化学学报;2011年02期

4 ;超疏水表面制备技术取得进展[J];化工中间体;2011年04期

5 郭树虎;于志家;罗明宝;孙晓哲;;超疏水表面润湿理论研究进展[J];材料导报;2012年05期

6 秦亮;刘天庆;;亲/疏水表面上液滴滞后阻力的研究[J];化工进展;2012年08期

7 刘金秋;柏冲;徐文华;张献;刘迎凯;姚金水;刘伟良;;高黏附性超疏水表面的研究进展[J];应用化学;2013年07期

8 蒋雄;乔生儒;张程煜;胡海豹;刘晓菊;;疏水表面及其减阻研究[J];化学进展;2008年04期

9 林飞云;冯杰;黄明达;钟明强;;基于不锈钢模板热压微模塑构建聚乙烯超疏水表面[J];功能高分子学报;2010年02期

10 赖跃坤;陈忠;林昌健;;超疏水表面黏附性的研究进展[J];中国科学:化学;2011年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 高环;耿信鹏;王保怀;白泉;;变性牛血清蛋白在适度疏水表面上构象变化的盐浓度依赖性研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

2 柴瑜;耿信鹏;彭晶晶;郑长征;;盐浓度对天然核糖核酸酶在疏水表面上吸附稳定性及构象影响的研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

3 耿信鹏;郑美荣;王保怀;耿信笃;刘爱玲;;天然溶菌酶在疏水表面置换吸附焓的盐浓度影响研究[A];中国化学会第十三届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要集[C];2006年

4 王倩;杨振忠;;利用海胆状复合微球制备超疏水表面[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

5 陈胜;崔树勋;;超疏水表面自清洁机理研究[A];中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第2分会：溶液中的聚集与分子组装[C];2013年

6 冯小艳;耿信鹏;周烨;侯海云;;盐浓度对变性α-淀粉酶在疏水表面上吸附及构象的影响[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年

7 宋付权;武玉海;俞巨高;;疏水-超疏水表面的简易制备方法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

8 姜程;王齐华;;超疏水表面的研究及制备[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年

9 胡海豹;陈立斌;黄苏和;鲍路遥;;水滴撞击超疏水表面的弹跳行为研究[A];第十二届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2012年

10 王媛怡;王庆军;陈庆民;;不同化学修饰超疏水表面疏冰功能的验证[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题F：功能高分子[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 李大庆;新面料何以冬暖夏凉[N];科技日报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 孔令豪;磷铜超疏水表面的质制备及其性能研究[D];河南大学;2016年

2 钱柏太;金属基体上超疏水表面的制备研究[D];大连理工大学;2006年

3 杨昊炜;聚硅氧烷超疏水表面制备及其性能研究[D];复旦大学;2011年

4 李晶;多元耦合仿生疏水金属表面制备原理与方法研究[D];吉林大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 时银龙;溶胶—凝胶法和水热合成法制备超疏水表面及其结构优化[D];华南理工大学;2015年

2 杨娜;超疏水表面在镁合金上制备及其抗腐蚀研究[D];西南大学;2015年

3 侯金林;反应性聚硅氧烷纳米颗粒的制备及超疏水表面的构筑[D];陕西科技大学;2015年

4 王梦蕾;微—纳米二元结构超疏水表面抑冰性能研究[D];湖南工业大学;2015年

5 李伟;镁合金基体上超疏水表面的制备及功能特性研究[D];华南理工大学;2015年

6 时庆文;铝合金基体超疏水表面抗冰特性研究[D];南昌航空大学;2014年

7 刘英雨;不锈钢基超疏水表面制备技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 童文建;钛基体超疏水表面的刻蚀法制备及其性能研究[D];湘潭大学;2015年

9 吕大梅;铝基超疏水表面的制备与腐蚀防护性研究[D];南昌航空大学;2015年

10 赵丽斌;铜基超疏水表面的制备及性能研究[D];兰州交通大学;2015年

  本文关键词：超疏水表面的制备及其润湿性与抑冰性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：385881