PVC-SiO2和EP-SiO2復(fù)合薄膜潤(rùn)濕性與摩擦磨損性能研究.pdf

1、總結(jié)了超疏水領(lǐng)域的相關(guān)理論，回顧了國(guó)內(nèi)外近年來(lái)超疏水表面的研究進(jìn)展，簡(jiǎn)述了超疏水表面的制備方法及各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹了無(wú)機(jī)納米微粒摻雜對(duì)聚合物薄膜摩擦磨損性能的影響；進(jìn)而制備了聚氯乙烯(PVC)超疏水薄膜、納米SiO2摻雜PVC(PVC-SiO2)復(fù)合超疏水薄膜及納米SiO2摻雜環(huán)氧樹脂(EP)復(fù)合薄膜(EP-SiO2)，并測(cè)定了各薄膜樣品的潤(rùn)濕性和摩擦磨損性能。本文主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1、將簡(jiǎn)單的相分離方法同

2、溶劑/非溶劑成膜技術(shù)相結(jié)合，在不引入低表面能物質(zhì)的情況下，在玻璃基底上制備了PVC超疏水表面。將PVC溶于四氫呋喃，然后滴加冰乙酸引發(fā)相分離，通過控制冰乙酸的含量和溶劑揮發(fā)溫度來(lái)控制相分離的程度，從而制備出表面結(jié)構(gòu)可控的超疏水PVC薄膜；采用掃描電鏡(SEM)觀察了薄膜的表面形貌，同時(shí)通過測(cè)定水接觸角評(píng)價(jià)了薄膜的潤(rùn)濕性能。結(jié)果表明，所制備的PVC薄膜表面存在孔狀結(jié)構(gòu)，孔徑大小為10～50μm，其中PVC具有類似于荷葉的微納米二級(jí)階層結(jié)構(gòu)

3、。與此同時(shí)，PVC薄膜的水接觸角為151.5°，并且水滴在薄膜表面經(jīng)過接觸、擠壓、變形后仍然很容易脫落，與薄膜表面的黏著性很小，表現(xiàn)出良好的超疏水效果；其對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性液體也具有相似的超疏水性能，浸泡半個(gè)月后表面潤(rùn)濕性能幾乎不變，表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。此外，非極性液體二碘甲烷和液體石蠟等的液滴在PVC薄膜表面能很快鋪展開來(lái)，接觸角很??；這表明所制備的多孔狀超疏水PVC薄膜有望在油體儲(chǔ)存、油水分離等方面得到很好的應(yīng)用。
　　

4、2、采用有機(jī)-無(wú)機(jī)摻雜和雙層涂膜的方法在玻璃基底上制備了PVC-SiO2復(fù)合超疏水薄膜；利用SEM觀察了復(fù)合薄膜的表面微觀形貌，測(cè)定了薄膜表面的浸潤(rùn)性，考察了聚合物濃度和納米SiO2含量對(duì)復(fù)合薄膜水接觸角的影響，并初步評(píng)價(jià)了復(fù)合薄膜的摩擦磨損性能。結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)納米SiO2的含量可得到超疏水的PVC-SiO2復(fù)合薄膜；微米/納米二元階層結(jié)構(gòu)和疏水性納米SiO2的引入是決定復(fù)合薄膜表面超疏水性的主要因素。引入納米SiO2可降低PVC薄

5、膜的摩擦系數(shù)，這可能是由于納米SiO2使得復(fù)合薄膜表面的粗糙度增大、摩擦副的實(shí)際接觸面積減小所致。所制備PVC-SiO2復(fù)合超疏水薄膜在建筑外墻防護(hù)、汽車涂裝及浴室防水等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 3、選用粘結(jié)性能較好的環(huán)氧樹脂作為聚合物基體，通過摻雜可與環(huán)氧基反應(yīng)的納米SiO2(RNS-E)，制備了與基底結(jié)合良好的EP-SiO2復(fù)合薄膜；通過測(cè)量復(fù)合薄膜的水接觸角考察了其潤(rùn)濕性，采用UMT-2型多功能微摩擦儀考察了其摩擦磨