SiO2/聚合物纳米复合超疏水材料的制备及其性能研究

来源 :河南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjr_1988
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聚合物/纳米复合超疏水材料作为超疏水研究领域的一个重要分支,在防腐蚀、自清洁及油水分离等方面都有着广阔的应用前景。本论文通过简单的方法制备了几种聚合物基纳米复合超疏水涂层和块体,并对其微观形貌和浸润性等相关性能进行了表征和分析。得出以下结论:1.采用旋涂法制备了SiO2/PS和SiO2/PVC超疏水纳米复合涂层。该方法简单易行、成本低廉,不需要特殊设备和苛刻条件。疏水性纳米二氧化硅的加入,在增加表面粗糙度的同时降低了涂层的表面能,不需要低表面能物质的使用。涂层表现出优异的耐酸碱腐蚀性,且适用于多种基底,可作为防腐涂层用于金属保护,有良好的应用前景。2.通过简单的共混压片法制备了三种块体材料:SiO2/PTFE、SiO2/PA610、SiO2/PP纳米复合块体。SiO2/PTFE纳米复合块体具有优异的超疏水超亲油性和良好的耐酸碱腐蚀性,而且耐酸性更好一些;当超疏水层遭受外力或油污染破坏时,通过机械磨损的方法可以去除污染层,使超疏水层得到再生。SiO2/PA610纳米复合块体表面的浸润性与SiO2纳米微粒的浓度密切相关,摩擦引起的接触角的变化主要由于块体表面粗糙度的改变,复合块体具有优异的耐强碱、弱酸腐蚀性。SiO2/PP纳米复合块体具有优异的超疏水性能,经砂纸打磨材料的表面组分及浸润性均未发生明显变化;块体耐强酸、强碱腐蚀,在强酸性环境中稳定性更好;改变摩擦条件会引起块体表面粗糙度的变化,其表面接触角随之发生变化。3.用共混压片法制备得到SiO2/TiO2/PP纳米复合块体,纳米微粒和聚合物的协同作用使复合块体:具有优异的超疏水性和超亲油性,可以从水中选择性吸收油污;在紫外光照射和加热的条件下,可以实现润湿性的可逆转换;具有良好的耐强酸、强碱腐蚀性,而且耐强酸腐蚀性要明显优于耐强碱腐蚀性;改变摩擦载荷或对偶面会引起块体表面粗糙度的变化,进而影响表面接触角的大小。
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