【摘 要】
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基于“荷叶效应”原理,首先研究了等离子体处理功率、时间和气氛(氮气、氧气、氩气、氦气)对处理后PVDF薄膜表面疏水性和刻蚀效果的影响。结果显示:氧气氛刻蚀效果最明显;等离子
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基于“荷叶效应”原理,首先研究了等离子体处理功率、时间和气氛(氮气、氧气、氩气、氦气)对处理后PVDF薄膜表面疏水性和刻蚀效果的影响。结果显示:氧气氛刻蚀效果最明显;等离子处理后表面产生了活性基团,为后续的表面化学改性提供了反应性基团;但在实验条件下,只采用等离子刻蚀技术不能使PVDF表面获得防污自沽的效果。
对经氧气等离子处理后的薄膜,经等离子加强化学气相沉积法进一步对其表面做了疏水改性。研究了等离子加强化学气相沉积过程中的各因素对沉积效果的影响,沉积最佳工艺为:活性单体选用含氟丙烯酸酯,气压10Pa,处理时间20min,功率200W。改性薄膜表面静态接触角为142°,滚动角为7°。
对经氧气等离子处理后的薄膜进行接枝改性,探讨了接枝单体浓度、引发剂用量、接枝时间对改性薄膜表面性能的影响,最佳处理工艺为:接枝单体浓度20%,引发剂用量0.3%,接枝时间20min。所得接枝改性PVDF薄膜表面静态接触角达到150°,并且滚动角小于5°,具备了超疏水的性能,集灰试验表明防污自洁性能良好。
研究了SiO2粒子的改性、超疏水表涂剂制备及应用。应用含氟硅烷偶联剂对SiO2粒子进行表面改性,并制备了改性SiO2粒子涂层剂,探讨了涂层剂中各组分对制备超疏水表面性能的影响。涂层剂最佳工艺配方:改性SiO2粒子1%,氟树脂3%,增稠剂15%。涂层后获得了静态接触角可达162°,滚动角小于3°的超疏水表面,SEM和AFM显示这种涂层表面已经具备了类似于荷叶结构的微纳米双重结构。
初步探讨了表面粗糙结构对表面疏水性及防污自洁性能的影响,构筑了简单数学模型。涂层剂在PVDF面层膜材上的应用可显著提高其表面疏水性,静态接触角达到146°,滚动角7°,集灰试验表明防污自洁效果显著。
PVDF薄膜制备工艺对薄膜表面性能及结晶产生影响,制膜最佳工艺:烘干温度110°,烘干时间30min,焙烘温度160°,焙烘时间5min。在PVDF膜制备过程中发现了“晶须”。
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