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低反射率、抗水滴撞击、超疏水等多功能表面被广泛应用于航天航空,光学等领域。等离子体刻蚀制备纳米结构并与沉积氟碳膜相结合,是制备低反射率、抗水滴撞击等功能化表面的有效手段之一。本实验通过氧气刻蚀和氟碳膜沉积改性工艺在聚丙烯(PP)表面制备不同纳米结构。其中氧气处理10 min,氟碳膜沉积1-20 min。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)等分析表征方法,对不同氟碳膜沉积时间下的聚丙烯表面的纳米结构的形成过程及机制、化学成分、表面液滴蒸发过程、表面抗水滴撞击和抗反射性能进行分析与研究。研究结果表明,经SEM显示,氧气刻蚀后PP表面出现纳米织构,沉积氟碳膜后,纳米织构演变为纳米柱结构。随氟碳膜沉积时间的增加,由于鞘层中离子溅射作用,降低纳米柱侧面的等离子体聚合物沉积速率,使得纳米柱状在氟碳膜沉积20 min后进一步转变为纳米锥状结构。XPS分析表明,氟碳膜沉积时间引发F含量增加但是对PP表面氟碳膜的C1s组分及相对含量无影响。在纳米柱和纳米锥结构表面,蒸发温度不影响水滴的蒸发状态,水滴状态均从低粘附性Cassie态向高粘附性Wenzel态转变。但在相同蒸发温度下,与纳米柱结构相比,纳米锥结构的形成使恒定接触角(CCA)持续时间从80%降低至6.6%。纳米锥结构可明显提高PP表面的抗水滴撞击能力,与纳米柱相比,临界撞击速度最大提高至2.79 m/s,并促使残余液滴在PP表面发生去润湿过程,提高表面疏水稳定性。经UV-Vis分析显示,氟碳膜的形成可降低PP表面反射率,与原始PP表面相比,在入射角度为60°时最大降低2.38%。同时增加氟碳膜沉积时间使PP表面反射率进一步降低,与沉积1 min相比,沉积20 min的PP表面反射率至少可降低0.5%。而纳米锥结构的形成可使PP表面在不同入射角度下的反射率大幅度降低,将原始PP表面最大反射率从11.26%降至5.85%。