功能性超疏水表面的制备及其性能研究

CORC > 兰州化学物理研究所 > 中国科学院兰州化学物理研究所 > 先进润滑与防护材料研究发展中心

题名	功能性超疏水表面的制备及其性能研究
作者	徐向辉
学位类别	工学博士
答辩日期	2011-05-16
授予单位	中国科学院研究生院
导师	张招柱
关键词	超疏水化学组成表面结构复合涂层功能化表面 Superhydrophobic Surface structure Surface composition Composite coating Functional surface
学位专业	材料学
中文摘要	本论文在综述超疏水表面研究进展的基础上，确定了选题依据和研究方向。采用了几种简便易行的方法制备出了功能性的超疏水表面，并针对表面结构和化学组成对性能的影响进行了研究，考察了超疏水表面的功能性应用，所取得的结果对进一步发展有工程价值的超疏水表面功能材料有重要意义。本论文取得的主要研究结果如下： 1.在铜基表面上，分别采用了化学沉积和化学刻蚀法制备了具有枝晶状和纳米带状的微/纳米复合结构的超疏水表面，考察了系统条件对超疏水性能的影响。研究了超疏水表面耐冲击性能和介质稳定性(pH值，1-13)；制备了超疏水的铜网表面，并分析计算了超疏水铜网的承载力，证实了疏水效应产生的浮力作用的存在。 2.利用水热法分别在铝、锌等基体上制备了八面体结构和纳米棒状结构的表面，讨论了微观结构的形成机理，考察了溶液浓度、保温温度等因素在微观结构形成过程中的作用。通过紫外光照处理和热处理的交替作用，实现了水珠在氧化锌表面的滚动--粘附转换。通过简单的沉积--修饰法制备了超疏水锌表面，研究了沉积时间，溶液浓度，预处理温度对表面性能的影响。 3.对于疏水的聚苯乙烯，采用粒子添加的方法增加表面的粗糙度，得到了超疏水的PS / MnO₂和PS / PFOA-TiO₂复合涂层；考察了粒子添加量、处理温度等因素对表面粗糙度的影响，进而得出接触角的变化规律，分析并解释了产生相关变化的原因。 4.对于亲水的聚甲基丙烯酸甲酯，添加了经过化学修饰纳米粒子，得到了具有紫外吸收效应的超疏水复合涂层，粒子的添加不影响聚合物的可见光透过性，但对紫外光具有一定的吸收；复合涂层在酸碱条件和海水条件具有较好的稳定性、耐腐蚀性能，使得涂层能有效保护金属底材，延缓底材腐蚀。
学科主题	聚合物复合材料表面工程
公开日期	2012-11-09
内容类型	学位论文
源URL	[http://210.77.64.217/handle/362003/1859]
专题	兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心
推荐引用方式 GB/T 7714	徐向辉. 功能性超疏水表面的制备及其性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011.