【摘 要】
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超疏水表面因其具有自清洁、油水分离、防冰、防雾等多种功能而受到广泛关注。然而,超疏水表面容易受到外界破坏而失去超疏水性能,这极大地限制了其在日常生活和生产中的实际应用。同时,对于自修复超疏水表面的研究存在着制备工艺复杂,成本昂贵等缺陷。本论文以具有形状记忆功能的环氧树脂为基体,二氧化硅为无机填料,采用简单喷涂的方法构筑表面粗糙结构,制备了一种可自修复的超疏水表面,利用环氧树脂的形状记忆功能,实现对
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超疏水表面因其具有自清洁、油水分离、防冰、防雾等多种功能而受到广泛关注。然而,超疏水表面容易受到外界破坏而失去超疏水性能,这极大地限制了其在日常生活和生产中的实际应用。同时,对于自修复超疏水表面的研究存在着制备工艺复杂,成本昂贵等缺陷。本论文以具有形状记忆功能的环氧树脂为基体,二氧化硅为无机填料,采用简单喷涂的方法构筑表面粗糙结构,制备了一种可自修复的超疏水表面,利用环氧树脂的形状记忆功能,实现对其表面粗糙结构的自修复,并研究其机械稳定性,为自修复超疏水表面的设计提出了一种成本低廉,工序简单的策略。通过喷涂法制备环氧树脂/SiO2粒子复合超疏水表面。控制SiO2粒子与环氧树脂的质量比例得到一系列环氧树脂/SiO2复合涂层,对其表面形貌及浸润性进行测试表征。实验结果显示,当SiO2粒子与环氧树脂质量比例为1:1时,复合涂层的接触角为153°,达到超疏水的要求。在不同基底上喷涂制备了环氧树脂/SiO2粒子复合超疏水涂层,测试其接触角都大于150°,证明了该喷涂方法具有普适性。在环氧树脂聚合物的玻璃化转变温度Tg以上对样品表面进行自修复研究,该超疏水表面被压缩破坏-加热恢复5次后,依然具有152°的水接触角。利用该自修复超疏水表面进行自清洁展示,表面在修复后可再次恢复优异的自清洁性能。为进一步研究环氧树脂/SiO2粒子复合超疏水涂层的机械稳定性,本文采用上述环氧树脂/SiO2粒子质量比例为1:1的样品进行了胶带粘贴-剥离、砂纸磨损、沙砾冲击、水流冲击等一系列稳定性试验研究。研究发现,环氧树脂/SiO2粒子复合超疏水表面可分别经历200次胶带粘贴-剥离、180次砂纸磨损、200 g沙砾冲击、20 min水流冲击后仍具有优异的超疏水性能。将环氧树脂/SiO2粒子悬浊液喷涂在不锈钢网上,制备超疏水型不锈钢网,并进行了油水分离实验。研究发现,该油水分离网可实现对多种油水混合物的快速分离,且分离效率都达到99%以上,用该油水分离网重复分离正己烷-水混合物10次以后,分离效率仍可达到99%以上,具有优异的循环稳定性。
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