PVC-SiO2和EP-SiO2復(fù)合薄膜潤濕性與摩擦磨損性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、總結(jié)了超疏水領(lǐng)域的相關(guān)理論,回顧了國內(nèi)外近年來超疏水表面的研究進(jìn)展,簡述了超疏水表面的制備方法及各種方法的優(yōu)缺點,簡要介紹了無機(jī)納米微粒摻雜對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),并測定了各薄膜樣品的潤濕性和摩擦磨損性能。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
   1、將簡單的相分離方法同

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,同時通過測定水接觸角評價了薄膜的潤濕性能。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階層結(jié)構(gòu)

3、。與此同時,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,浸泡半個月后表面潤濕性能幾乎不變,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,接觸角很小;這表明所制備的多孔狀超疏水PVC薄膜有望在油體儲存、油水分離等方面得到很好的應(yīng)用。
  

4、2、采用有機(jī)-無機(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,測定了薄膜表面的浸潤性,考察了聚合物濃度和納米SiO2含量對復(fù)合薄膜水接觸角的影響,并初步評價了復(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;通過測量復(fù)合薄膜的水接觸角考察了其潤濕性,采用UMT-2型多功能微摩擦儀考察了其摩擦磨

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