多孔超抗?jié)櫇裥圆牧系难芯考爸苽?pdf

1、超抗?jié)櫇裥苑律牧显诠I(yè)生產(chǎn)和實(shí)際生活中有著巨大應(yīng)用前景。超抗?jié)櫇裥匀Q于材料表面的化學(xué)性質(zhì)及物理結(jié)構(gòu)，其中物理上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)超抗?jié)櫇裥云鸬搅酥陵P(guān)重要的作用。多孔材料憑借其簡(jiǎn)便的制備方法、優(yōu)異的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、巨大的比表面積、優(yōu)異的性能而引起了廣泛的關(guān)注。如何更好地將多孔材料應(yīng)用于超抗?jié)櫇裥圆牧系难芯渴悄壳暗难芯繜狳c(diǎn)和難點(diǎn)之一。
　　本論文將多孔材料的結(jié)構(gòu)參數(shù)與材料抗?jié)櫇裥约巴该餍缘刃阅芟嚓P(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)和構(gòu)建了不同的多孔結(jié)構(gòu)，獲得了多孔透明

2、超疏水涂層，及微米尺度多孔水油超疏涂層和材料。以透光率和超疏水性與表面微觀結(jié)構(gòu)間的關(guān)系為切入點(diǎn)，提出了理想結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)了涂層的高透光率和超疏水性。通過(guò)對(duì)多孔材料結(jié)構(gòu)參數(shù)和水油超疏性的關(guān)聯(lián)，提出了水油超疏的多孔結(jié)構(gòu)模型，制備了水油超疏性?xún)?yōu)異的多孔材料。
　　1)基于旋涂法和層層組裝，研究納米粒子無(wú)序堆積表面的超疏水性和透明性，考察體系為:(1)球型SiO2納米粒子結(jié)合氨基封端有機(jī)硅(SN2)及有機(jī)硅改性聚氨酯(SN2-prePU)

3、;(2)SiO2納米粒子結(jié)合有機(jī)硅溶膠。研究表明，第一個(gè)體系中SN2更利于提升涂層的超疏水性和透明性，而SN2-prePU因PU組分的存在能有效增強(qiáng)涂層耐久性;第二個(gè)體系中，高濃度有機(jī)硅溶膠/SiO2納米粒子分散液更利于涂層獲得超疏水性，低濃度分散液更利于涂層獲得高透光率。采用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)大部分納米粒子堆積是無(wú)效的，堆積效率不高，對(duì)疏水性的提升無(wú)貢獻(xiàn)，無(wú)法獲得足夠有效的超疏水結(jié)構(gòu)。
　　2)基于微觀結(jié)構(gòu)本體性質(zhì)和

4、表面性質(zhì)對(duì)光的吸收、折射和散射的影響，提出“SiO2納米粒子組裝的納米尺度多孔結(jié)構(gòu)（SNANPS）”。采用支化結(jié)構(gòu)SiO2納米粒子產(chǎn)生的空間位阻效應(yīng)，自發(fā)形成SNANPS。該結(jié)構(gòu)涂層不僅表現(xiàn)出優(yōu)異超疏水性和高透光率——甚至一定的增透效果，同時(shí)還具有抗水滴沖擊性、長(zhǎng)時(shí)間水下耐久性、可更新性和耐溫性等優(yōu)異性能。由于SNANPS對(duì)材料初始表面不會(huì)造成損傷，配合擦涂法，可將涂層施涂于幾乎所有平整、有宏觀表面圖案、或具有一定曲率的固體材料表面，甚

5、至這些材料內(nèi)表面。
　　3)以多巴胺和SiO2納米粒子作為結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)冰模板法構(gòu)建多巴胺/SiO2納米粒子組裝微米尺度多孔結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)制備水油超疏涂層。對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的多孔結(jié)構(gòu)——納米尺度多孔結(jié)構(gòu)、小孔高微米尺度多孔結(jié)構(gòu)和大孔高微米尺度多孔結(jié)構(gòu)表面的抗?jié)櫇裥赃M(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)僅在同時(shí)具備較大孔尺度和孔高時(shí)，多孔結(jié)構(gòu)才會(huì)表現(xiàn)出水油超疏性。該水油超疏涂層因采用粘結(jié)能力出眾的多巴胺作為粘接劑，可用于不同材料上水油超疏表面的制備。<