纳米/微米碳酸钙复合涂层的制备及其超疏水性质的研究
超疏水表面(superhydrophobic surface)是指接触角大于150°、滚动角小于10°的表面。超疏水表面由于在工业领域和生化过程有着巨大的应用前景而引起了研究者的极大兴趣,例如:自清洁材料,抗黏附表面,防腐涂层等等。固体表面的浸润性不仅取决于固体表面化学组成还与表面几何形貌有关。Wenzel和Cassie-Baxter模型表明,合适的表面粗糙度和低表面自由能对于材料自清洁性能极其重要。通常条件下,有两种途径来制备超疏水表面:利用疏水材料来构建表面粗糙结构和在粗糙表面上修饰低表面自由能的物质。
在本文中,我们发展了一种简便制备具有微纳复合结构的超疏水涂层的方法。我们通过把微纳米碳酸钙悬浊液旋涂到玻璃基底上,再经过低表面能物质-硬脂酸修饰后,制备出超疏水涂层。本文讨论了影响制备超疏水涂层所需的表面形貌的主要参数如:总的碳酸钙粉末含量,微纳米复合结构的重要性和微纳米碳酸钙的比率。本文采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外测量仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA Meter)对所制得的超疏水涂层进行表征,同时还讨论了不同PH值对涂层稳定性能的影响,最后以Cassie模型对所制备的涂层进行了理论分析。实验结果表明,体系中最优的碳酸钙总含量为40 wt％,并且当且仅当微米碳酸钙含量为2wt％,纳米碳酸钙含量为38 wt％时,所制备的涂层经过硬脂酸自组装单层膜表面修饰后具有自清洁功能,其表面的接触角为152.8°,滚动角为7.8°。
超疏水表面;碳酸钙;自清洁表面;自组装单层膜;复合涂层;超疏水性质;纳米涂层
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
陈建峰
2011
中文
TB383
75
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）