玻璃及織物上疏水膜的自組裝制備及耐久性評(píng)價(jià).pdf

1、疏水表面是與水的接觸角大于90°的表面，由于其潛在的實(shí)際應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注。過去的幾十年，通過模仿大自然的荷葉等表面結(jié)構(gòu)，在制備人工疏水表面方面進(jìn)行了各種嘗試。然而，鮮有產(chǎn)品推出。究其原因是由于其耐久性差、制作成本高等諸因素制約著該領(lǐng)域的發(fā)展。固體表面的潤濕性是由表面的化學(xué)組成和表面形貌共同決定的，因此通過改變固體的表面自由能和表面形貌可以實(shí)現(xiàn)對(duì)固體材料表面潤濕性的控制。由于單純的低表面能物質(zhì)所能達(dá)到的疏水程度是有限的，特別是玻璃、紡織

2、品等量大面廣的材料，如何使硅烷、氟硅烷等低表面硅牢固結(jié)合在基材上也是迫切要解決的問題。
　　納米SiO2制備工藝成熟，有硅溶膠、白炭、墨等多種商品出售。本文結(jié)合層層自組裝及疏水改性在應(yīng)用廣泛的玻璃及紡織品表面制備了疏水膜，并通過一系列實(shí)驗(yàn)對(duì)薄膜的耐久性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。論文的主要工作有：
　?。?）以納米二氧化硅溶膠為主要原料，通過層層自組裝的方法構(gòu)造納米二氧化硅薄膜，經(jīng)熱處理使膜層與玻璃基底牢固結(jié)合，獲得透過率高、耐久性好的

3、多孔納米二氧化硅薄膜。通過調(diào)節(jié)自組裝層數(shù)來改變薄膜的厚度，富含硅羥基的自組裝膜增加了低表面能物質(zhì)與玻璃的結(jié)合力，得到了疏水性更好的薄膜，含25層SiO2膜可使接觸角由110°提高到150°，對(duì)該疏水膜進(jìn)行了雨刮器模擬測試、砂礫摩擦測試等破壞性測試，含自組裝膜的疏水層耐久性明顯提高。
　?。?）以棉布、尼龍、滌綸等親水性織物為基材，對(duì)其進(jìn)行疏水性處理使其由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?。通過羥基化預(yù)處理使織物表面富含羥基，采用硅酸鈉為原料自組裝

4、二氧化硅薄膜，然后利用預(yù)水解的低表面能的氟硅烷接枝，制得疏水織物。通過耐洗滌、耐老化、耐摩擦實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)其耐久性能，活化處理及SiO2薄膜提高了其耐久性。
　?。?）采用全納米顆粒自組裝的方法，分別以二氧化鈦溶膠和二氧化硅溶膠為原料，層層自組裝制備復(fù)合納米薄膜，納米二氧化鈦半導(dǎo)體常用于織物抗紫外劑。但由于納米TiO2活性高、易團(tuán)聚，影響產(chǎn)品的性能，結(jié)合二氧化硅，可抑制其高活性。二者交替沉積，制備納米復(fù)合薄膜，在降低其活性的同時(shí)，還可以