论文部分内容阅读
近年来,自清洁涂层由于其优异的抗污、防雾、防冰、耐腐蚀、抗粘附和减阻等性能,在日常生活、工业、农业、军事等领域展现出广泛的应用前景,受到了学术界和工业界的广泛研究和关注。在本文中,我们基于自由基聚合方法制备了具有超低表面能的高分子材料,围绕具有自修复性能的超滑液自清洁涂层开展了如下两个方面的工作:1.基于2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯(PFDA)单体,通过自由基聚合的方法制备了具有低表面能的p-PFDA-C均聚物,并通过无溶剂热刮涂的方法在玻璃基底上制备了透明的超滑液自清洁涂层。聚合物p-PFDA-C侧链悬挂的具有柔性间隔基团的全氟碳链一方面赋予涂层低的表面能,另一方面赋予涂层“类液体”的表面性质。因此,10μL不同表面张力和高粘度的液体如正己烷(18.2 mN/m、0.31mPa*s)、硅油(20.9 mN/m,100 mPa*s)、甘油(62.7 mN/m,704 mPa*s)等都可以在该涂层的表面以较低的倾斜角度(<25°)滑落且没有任何残留,从而赋予了玻璃基底自清洁的性能。在加热条件下(100℃),p-PFDA-C聚合物链的运动能力增加,使得p-PFDA-C涂层可以多次修复其化学和物理损伤,大大增加了涂层的使用寿命和可靠性,降低了涂层的维护成本。2.基于甲基丙烯酸正丁酯(BMA)与PFDA共聚,丙烯酸甲酯(MA)与PFDA共聚并引入交联剂,分别制备了具有较低模量的p-(PFDA-BMA)以及具有较高模量的p-(PFDA-MA)共聚物。进而,基于p-(PFDA-BMA)和p-(PFDA-MA)共聚物及无溶剂热刮涂法,发展了分别适用于柔性基底(如聚对苯二甲酸乙二酯(PET))和刚性基底(如玻璃、金属)的透明超滑液自清洁涂层。上述涂层在柔性基底和刚性基底表面都表现出极高的基底附着力,并赋予基底材料极低的表面能和“类液体”的表面性质。10μL不同表面张力和高粘度的液体(如正己烷、硅油、甘油)都可以在上述涂层的表面以较低的倾斜角度(<26°)滑落且没有任何残留,从而赋予了不同的柔性和刚性基底自清洁性能。基于p-(PFDA-BMA)和p-(PFDA-MA)聚合物加热条件下(>85.9℃)链段的迁移性,所制备的自清洁涂层可以在加热的条件下多次修复其化学和物理损伤,从而恢复涂层的自清洁性能。相对于基于pPFDA-C均聚物制备的自清洁涂层,基于p-(PFDA-MA)和p-(PFDA-BMA)共聚物制备的自清洁涂层具有基底普适性,同时其与基底材料的附着力大大提升,更具实用价值。