超疏水-親水鐵電涂層的制備及其表面浸潤性的研究.pdf

1、浸潤性是固體表面的一個重要特征。它在人們生產(chǎn)和生活中起著重要作用并被廣泛應(yīng)用，因此，從一些具有特殊性質(zhì)的材料出發(fā)，研究和開發(fā)其表面浸潤性，制備出從超疏水到親水變化的材料表面，這對進(jìn)一步分析和揭示固體表面浸潤性產(chǎn)生機制，提高材料的應(yīng)用性能，拓展材料的應(yīng)用領(lǐng)域有著重要的理論和實際應(yīng)用價值。 本論文采用一種自主開發(fā)的涂層制備方法，通過控制制備工藝過程，制備了表面浸潤性從超疏水到親水變化的鐵電涂層；并對涂層表面浸潤性及表面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了

2、測量和表征，分析了影響涂層表面浸潤性的因素及表面浸潤性的成因；研究了鐵電疏水涂層對外場的響應(yīng)；開發(fā)了簡單高效的超疏水表面制備工藝。主要內(nèi)容包括： 1.用溶膠-凝膠法制備了CaBi4Ti4O15等納米鐵電粉體，將制備的粉體與自制聚丙烯酸酯膠混合并經(jīng)過研磨，涂抹，退火和特殊環(huán)境放置等工藝得到了浸潤性穩(wěn)定的干涂層表面。 2.用接觸角測量儀測量了涂層表面的靜態(tài)接觸角，并用SEM對涂層表面的形貌進(jìn)行了觀察，研究了不同退火溫度下涂層

3、表面微觀結(jié)構(gòu)變化對表面浸潤性的影響，結(jié)果表明：涂層表面晶粒和孔洞尺寸變化是導(dǎo)致其表面浸潤性從超疏水到親水變化的主要原因，而包含納米顆粒的階層結(jié)構(gòu)導(dǎo)致親水CaBi4Ti4O15涂層表面呈現(xiàn)出超疏水性。 3.研究了CaBi4Ti4O15涂層表面氣體吸附對表面浸潤性的影響，實驗表明低氣壓環(huán)境有利于涂層表面氣體的吸附和表面疏水性的恢復(fù)。 4.通過實驗觀測了疏水鐵電涂層表面浸潤性對電場的響應(yīng)，研究了涂層表面液滴在電場作用下所受的力

4、及其響應(yīng)過程，實驗結(jié)果顯示，高壓下，液滴中一部分薄液層沿對電極方向從主體中分離出來，在滴油表面上，還可以觀察到液滴在力梯度作用下沿電極方向往復(fù)運動，本文認(rèn)為液滴中Maxwell應(yīng)力梯度分布是導(dǎo)此現(xiàn)象的主要原因。 5.以納米鐵電粉體和有機膠為原料，結(jié)合構(gòu)造表面精細(xì)結(jié)構(gòu)和表面修飾的途徑，開發(fā)出簡單，高效的超疏水涂層制備工藝，制備的干涂層無須干燥箱中保存處理就可顯示出超疏水特性，結(jié)果表明：微納米相結(jié)合的超親水階層結(jié)構(gòu)表面，只需用弱疏水