超疏水二氧化硅溶胶的制备及性能应用研究

发布时间：2023-06-10 11:15

　　大自然中的“超疏水现象”给予人们无限想象的空间。超疏水表面材料是近年来科研人员非常感兴趣的研究的课题之一。含纳米二氧化硅的涂料具有低容重、高的热机械稳定性、低的导热系数和高的表面粗糙度等特点;但是,单纯的二氧化硅溶胶涂层固化温度高,耐磨性能差;氟是电负性最强的元素之一,具有最高的电离势,氟基功能单体在硅溶胶中的掺入可显著提高涂层的表面性能。本文首先利用溶胶凝胶法制备了二氧化硅溶胶,然后引入含氟硅烷和KH560,制备了超疏水二氧化硅溶胶,并对其制备条件及性能进行了一系列详细的研究,具体工作和结果如下:1.以正硅酸乙酯(TEOS)为主要原料,采用溶胶凝胶法制备了二氧化硅溶胶,研究了反应物浓度、反应温度、反应时间等条件对二氧化硅溶胶粒径、性能等的影响。最佳制备条件是:TEOS浓度为0.5 mol/L,氨水浓度为0.8 moI/L时,25℃下反应4 h、静置陈化12 h,制备得到的二氧化硅溶胶性能稳定,粒径约为100 nm。2.研究了含氟硅烷、KH560的稀释比和添加量对溶胶及其涂层性能的影响。实验结果表明:当二氧化硅溶胶:含氟硅烷:KH560=3:1:1(体积比),含氟硅烷稀释比为6%,KH...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 自然界的超疏水
        1.1.1 荷叶
        1.1.2 水步虫的腿
        1.1.3 蚊子的眼睛
        1.1.4 水稻叶子
        1.1.5 蝴蝶翅膀
        1.1.6 壁虎的脚
    1.2 超疏水理论
        1.2.1 接触角和杨氏方程
        1.2.2 Wenzel模型和Cassie-Baxxter模型
        1.2.3 Wenzel模型和Cassie-Baxxter模型的转换
    1.3 超疏水表面的制备方法
        1.3.1 模板法
        1.3.2 静电纺丝法
        1.3.3 溶胶凝胶法
        1.3.4 层层自组装法
        1.3.5 刻蚀法
        1.3.6 电化学法
        1.3.7 气相沉积法
        1.3.8 等离子体处理
    1.4 超疏水表面的应用及发展前景
        1.4.1 防雾
        1.4.2 防污
        1.4.3 油水分离
        1.4.4 防腐
        1.4.5 防冰
        1.4.6 自清洁表面
        1.4.7 减阻
        1.4.8 传感器
        1.4.9 水净化
        1.4.10 光学设备
        1.4.11 膜蒸馏和海水淡化
    1.5 本论文的选题依据及研究内容
第二章 超疏水二氧化硅溶胶的制备及表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验合成方法
        2.2.4 实验测试方法
    2.3 实验条件的探究
        2.3.1 单分散二氧化硅溶胶粒径的影响因素
        2.3.2 改性条件的研究
    2.4 改性溶胶的表征及性能测试
        2.4.1 红外光谱分析
        2.4.2 EDS测试
        2.4.3 TEM测试
        2.4.4 Zeta电位测试
        2.4.5 XRD测试
    2.5 本章小结
第三章 超疏水二氧化硅改性溶胶的性能应用研究
    3.1 引言
    3.2 超疏水二氧化硅溶胶在玻璃上的应用
        3.2.1 涂层制备条件研究
        3.2.2 涂层可见光透过率影响因素研究
        3.2.3 涂层自清洁性能测试
        3.2.4 涂层耐酸碱性能测试
        3.2.5 涂层机械强度测试
        3.2.6 玻璃涂层表面微观形貌
    3.3 超疏水二氧化硅溶胶在织物上的应用
        3.3.1 织物整理条件研究
        3.3.2 样品浓度对织物疏水性的影响
        3.3.3 不同溶剂稀释氟改性硅溶胶使用效果
        3.3.4 织物耐酸碱性能
        3.3.5 不同织物疏水性能
        3.3.6 织物表面微观形貌
    3.4 本章小结
第四章 全文总结
参考文献
致谢
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3832781