【摘 要】
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人们从自然界的超疏水现象出发,通过对不同动植物表面浸润性的深入研究,设计制造了各种仿生人工结构,并将越来越多的精力投入到超疏水/超双疏涂层的研发中。超疏水/超双疏涂层具有广阔的应用前景,但与其相比,透明超双疏涂料具有更明显的优势,应用更为广泛,如透镜、数字屏幕、太阳能电池板等。然而,透明性和超双疏性是一对竞争性质,在制备过程中成为难题。因此,透明超双疏涂层的制备已成为科研人员的重要方向。本研究具体
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人们从自然界的超疏水现象出发,通过对不同动植物表面浸润性的深入研究,设计制造了各种仿生人工结构,并将越来越多的精力投入到超疏水/超双疏涂层的研发中。超疏水/超双疏涂层具有广阔的应用前景,但与其相比,透明超双疏涂料具有更明显的优势,应用更为广泛,如透镜、数字屏幕、太阳能电池板等。然而,透明性和超双疏性是一对竞争性质,在制备过程中成为难题。因此,透明超双疏涂层的制备已成为科研人员的重要方向。本研究具体开展了以下三个方面的工作:1.以链状二氧化硅为基体,通过溶胶-凝胶法和一步高效的硫醇-烯点击反应对其进行双疏改性得到均匀稳定的透明超双疏溶胶,利用喷涂法在玻璃和不同基材表面制备了具有双疏特性的透明涂层。探讨了不同喷涂组分和喷涂层数对多孔结构在多功能性中的影响。涂层表现出高透光率（在400-800 nm波长范围内平均透光率83.16%）,并且水接触角为159o和大豆油接触角为152o。此外,还该涂层还可以承受30 cm高度的沙子冲击以及水流冲击并且具有良好的自清洁和防污性能。此外,通用的透明涂料都可以在不破坏其表面性能的情况下,大面积地应用于各种基材。2.在本工作中,以偶氮二甲酰胺（AC）为模板,通过溶胶-凝胶法在AC粒子上负载一层空心二氧化硅。研究了溶剂和正硅酸四乙酯的量对AC-HSiO2复合颗粒形貌的影响。Et OH/TEOS的摩尔比为210:1、AC/TEOS摩尔比为0.24:1时,可在AC表面负载尺寸均一且排布紧密的空心二氧化硅球。用三氯（1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基）硅烷（PFOTS）改性得到FAC-HSiO2粒子。采用PDMS作透明黏性将FAC-HSiO2与基底紧紧地结合在一起,最后在马弗炉中经过煅烧分解AC模板形成特殊的蛋壳结构,这种蛋壳结构具有小开孔,可以在涂层表面捕获更多的气体,对涂层的双疏性和透明度是十分有益的。所制备的涂层具有良好的双疏性、防污性能、透明度和自清洁性能。3.本研究制备了空心棒状Mg（OH）0.2F1.8,在PDMS-Mg（OH）0.2F1.8体系中分散AC粒子,将悬浮液喷涂到基材上,固化成型后以AC粒子作为牺牲模板从而获得三维多孔PDMS透明弹性体,通过改变悬浮液中AC的浓度优化了样品的制备方案。然后采用改进的浸渍法用KH-550和50 nm SiO2对多孔阵列进行修饰,最后通过气相沉积PFOTS得到了透明双疏表面。所得涂层显示出优异的自清洁性能。此外,涂层具有优异的机械性能,在40 min水流冲击和40 cm高度的沙子冲击后,仍能保持其双疏性。
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