纳米二氧化钛/氟树脂超疏水涂层的制备及性能

以金红石型纳米TiO2及自制的氟树脂制备了氟碳涂料,采用刷涂法于铁片表面构筑了超疏水涂层。考察了纳米TiO2与氟树脂用量、热处理温度等对涂层疏水性的影响,并分别用扫描电镜(SEM)、接触角测量仪观察和测试了涂层表面的微观结构及疏水性。结果表明,涂层表面的水接触角随着氟树脂用量的增加而增大,随纳米TiO2用量的增加呈先增后减的趋势。涂层的吸水率随着氟树脂用量的增加而减少,随纳米TiO2用量的增加呈先减后增的趋势。随着热处理温度的升高,涂层的水接触角先增后减,吸水率先减后增。最佳工艺条件是TiO2及氟树脂的质量分数分别为12%与40%,热处理温度170℃。此条件下得到的涂层表面具有微/纳二元粗糙结构,对水静态接触角达152°,为超疏水涂层,并具有优异的耐水、耐酸碱、耐洗刷、耐沾污及自清洁性能。     

氧化锌/聚苯乙烯超疏水复合涂层的制备及其性能

通过十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷对ZnO粒子进行改性,使ZnO表面由亲水性变为疏水性,然后将改性ZnO粒子与低表面能的热塑性树脂聚苯乙烯杂合,于160°C下烘烤25min,在钢片上制得改性ZnO/聚苯乙烯复合超疏水涂层。采用红外光谱、扫描电镜和接触角分析仪对涂层表面结构和疏水性进行了研究。结果表明,改性后的ZnO粒子表面引入了疏水性的─CH3和─CF2─,形成微/纳米双重粗糙结构。当改性ZnO和聚苯乙烯的质量比为7∶3时,所得复合涂层表面与水的静态接触角为156°,滚动角8°,与钢片的附着力为2级,硬度B～H,冲击强度大于50kgcm,吸水率为7.3%,具有良好的应用前景。     

超疏水SiO2@OTES自清洁涂层的制备及性能

以纳米二氧化硅颗粒、正辛基三乙氧基硅烷(OTES)和硅烷偶联剂KH560为前驱体,采用溶胶凝胶法制备了超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层。在酸性催化剂及有机溶剂中,OTES、KH560将纳米颗粒表面由亲水改性为疏水。探究了纳米SiO₂、OTES、KH560三种原材料含量对超疏水涂层润湿性能的影响。结果表明,当掺杂3.5 g纳米SiO₂,8%的OTES与2%的KH560时,涂层达到最佳疏水效果,其接触角为(154±1)°,滚动角为(3.3±0.5)°。采用SEM、FTIR红外光谱仪、X射线光电子能谱(XPS)对超疏水SiO₂@OTES材料的表面形貌与化学成分进行了表征。实验表明制备出的超疏水SiO₂@OTES自清洁涂层具有良好的自清洁防污、耐低温与耐磨性能,且将涂层回收重新制得的表面仍具有超疏水性。     

超疏水光催化聚二甲基硅氧烷/纳米TiO2自清洁涂层的制备和性能

将光催化活性与超疏水性相结合,一方面通过超疏水作用将污染物通过水珠滚动带走,另一方面通过光催化作用将有机污染物去除,有望具有更好的自清洁效果.通过溶液浸涂法在多孔铝表面涂覆三烷氧基端聚二甲基硅氧烷/二氧化钛(PDMS/TiO2)涂层(APT).红外光谱和X射线光电子能谱表明TiO2和PDMS之间形成新的键(Ti—O—S...     

纳米氧化锌的制备和表面改性

以七水硫酸锌和碳酸氢钠为主要原料,采用室温固相法结合微波热分解法制备了纳米氧化锌。为改善氧化锌微粒表面的物理化学性质,采用硬脂酸对氧化锌表面进行改性,探讨了硬脂酸改性纳米氧化锌粉体的工艺条件、表面改性机理及其对粉体颗粒亲油性的影响。采用红外光谱对改性后纳米氧化锌进行了表征,结果表明硬脂酸和纳米氧化锌之间以共价键结合,改性后纳米氧化锌能更好地分散在有机溶剂里。纳米氧化锌表面改性的最佳工艺条件:硬脂酸质量分数为10%,改性温度为60℃,改性时间为40 m in。     

氟硅溶胶-气相纳米SiO2复合超疏水涂层的制备

以气相纳米SiO2和氟硅溶胶为原料,通过多层堆积法在玻璃表面制备复合超疏水涂层,涂层的表面形貌和疏水性分别通过扫描电镜和接触角测量仪进行表征,重点考察了氟硅溶胶与气相纳米SiO2质量比及涂装层数对涂层疏水性、附着力和硬度的影响.结果证明:氟硅溶胶可在无定型气相纳米SiO2表面形成团簇状微球结构,形成兼具低表面能和高粗糙...     

硅烷偶联剂表面改性二氧化钛粒子超疏水性能研究

针对无机二氧化钛（TiO2）粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉（二氧化钛,TiO2）的表面进行有机化改性;并通过红外光谱（FT-IR）、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜（SEM）等手段表征表面改性TiO2粒子的结构,测试其超疏水性能,分析超疏水表面形成的机理。结果表明,经KH-570表面改性的TiO2粒子的疏水性和分散性得到明显改善,当KH-570质量分数达到15%时,表面改性的TiO2涂层与水的静态接触角达152.5˚,表现出良好的超疏水性能。     

氧化锌纳米棒改性涤纶绸缎的超疏水与抑菌性能

采用温和的湿化学法在涤纶绸缎的表面生长一层取向排列的氧化锌纳米棒阵列。利用X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜对产物进行结构分析和表面形貌观察,通过液滴形状分析系统及纸片法抑菌实验对其湿润性和抑菌性进行表征和测量。结果表明:经氧化锌纳米棒表面改性的涤纶绸缎与水的接触角达到148°,展现出良好的超疏水性能;同时,经取向氧化锌纳米棒阵列改性后的涤纶绸缎对致病性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌表现出了良好的抑制作用。该产品在服装和包装等行业有着诱人的应用前景。     

硅烷偶联剂表面改性二氧化钛粒子超疏水性能

针对无机二氧化钛(TiO2)粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉(二氧化钛,TiO2)的表面进行有机化改性;并通过红外光谱(FTIR)、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征表面改性TiO2粒子的结构,测试其超疏水性能,分析超疏水表面形成的机理。结果表明,经KH-570表面改性的TiO2粒子的疏水性和分散性得到明显改善,当KH-570质量分数达到15%时,表面改性的TiO2涂层与水的静态接触角达152.5°,表现出良好的超疏水性能。     

SiO_2/环氧树脂纳米超疏水材料的制备及其性能研究

利用十六烷基三甲氧基硅烷为改性剂直接对SiO_2进行改性,使硅烷中的甲氧基和带亲水性羟基的SiO_2反应,破坏纳米SiO_2中的羟基,改变其亲水性,使其同时具备亲油性和疏水性,同时以环氧树脂作为复合材料的骨架,使其成为可以有固定形状且具有涂抹性和吸附性的超疏水材料。     

油溶性纳米二氧化钛的制备及自修复性能研究

摘要：纳米TiO2在润滑行业中应用的瓶颈问题是其在基础油中分散稳定性较差。研究以钛酸四丁酯（TBT）为引发剂,在60℃下引发δ-戊内酯（DVL）开环聚合生成四臂星型聚戊内酯（4-PVL）,然后在酸性条件下水解得到油溶性纳米TiO2。SEM测试结果显示产物纳米TiO2具有大小均一的球形颗粒,其平均直径在20-30 nm左右。通过红外光谱（FT-IR）、X射线粉末衍射法（XRD）、热重分析（TG）等分析测试手段证明了纳米TiO2表面接枝了油溶性聚戊内酯（PVL）,并能够在基础油中保持60天没有发生明显的沉淀现象,展现出良好的分散稳定性。由于球形纳米TiO2的“滚珠”效应和填充修复作用,复合纳米基础油的摩擦系数从0.049下降至0.025,平均磨斑直径从1028 μm 降低至979 μm,展现出良好的抗磨及自修复性能。     

纳米TiO_2改性有机硅粘接涂层的制备

用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行表面改性,制备了具有亲油性的纳米TiO2粉体,并采用红外光谱(FT-IR)和电子扫描探针显微镜(AFM)对其结构进行了表征。将改性后的纳米TiO2通过机械共混的方式添加到有机硅粘接涂层中,研究了改性纳米TiO2对粘接涂层性能的影响,并对改性后的粘接涂层进行人工老化和自洁性检测。结果表明:当添加w(纳米TiO2)=1%~2%时,粘接涂层的综合性能最好;改性后的粘接涂层具有自洁性和超强的耐候性,经人工加速老化1 200 h后具有不变色、不起泡和不脱落等优点。     

喷涂法制备硅藻土/Al2O3超疏水涂层

以十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMOS)的水解液对微米硅藻土和纳米Al2O3进行改性;然后,以环氧树脂E51(E51)为粘接剂制得了悬浮液;最后,采用喷涂法将上述悬浮液喷涂于基底表面,经加热固化后制得硅藻土/Al2O3基复合超疏水涂层.通过单因素实验筛选出最佳制备工艺〔V(HDTMOS):V(乙醇)=0.04:1;m(硅...     

室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

Efficient one-step fabrication of superhydrophobic nano-TiO2/TMPSi ceramic composite coating with enhanced corrosion resistance on 316L

TiO₂ Nanoparticle/Trimethoxy(propyl)silane (TMPSi) ceramic composite coating was deposited on 316L steel using a one-step electrophoretic deposition (EPD) method. Silane coupling agent (TMPSi) was added to the EPD bath in different concentrations (from 0.5 to 15 vol %) to decrease the surface energy of the deposited coating. TiO₂ coating is hydrophilic whereas by adding varying concentrations of TMPSi, the obtained nanocomposite coating showed much better hydrophobicity. Surface wettability was measured by water contact angle (WCA) and sliding angle (SA) tests. Moreover, the effect of TMPSi concentration was determined by comparing the WCA and SA values. Surface morphology was studied through Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), and the presence of micro/nano meter roughness on the surface was confirmed. The distribution of elements were investigated by EDS analysis in which their uniform dispersion was observed. Corrosion behavior of 316L samples before and after the coating process was studied by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) tests in 3.5 wt % NaCl solution. The polarization curve proved that the superhydrophobic ceramic nanocomposite coatings (WCA = 168° and SA = 3.1°) were able to decrease the corrosion rate of bare 316L (from 12.180 to 5.621 (μm per year)).     

超临界CO2快速膨胀法制备SiO2/聚氨酯超疏水涂层

用超临界CO₂快速膨胀法制备了SiO₂/聚氨酯超疏水涂层。首先用十三氟辛基三乙氧基硅烷（F-硅烷）和γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷（KH-570）改性纳米二氧化硅,制备出含双键的纳米二氧化硅粒子,将其分散在超临界CO₂中,再利用超临界CO₂快速膨胀法将其喷射到双键封端的且已添加了引发剂的聚氨酯涂层表面,通过加热,使纳米二氧化硅粒子接枝在聚氨酯涂层表面,形成稳固粗糙结构,获得了超疏水性质。研究了喷嘴温度、反应釜温度和压力、偶联剂配比、表面粗糙度对涂层疏水性的影响。结果表明：涂层的静态水接触角可达到169.1°±0.6°;在喷嘴和釜内温度都为90℃,釜内压力为16 MPa,F-硅烷和KH-570配比为1∶1,表面粗糙度为7.3 μm时,所制得涂层具有较好的超疏水性,且具有优良的耐刮伤性。该法高效环保,涂层性能优良,适于大面积制备。     

碳黑/PDMS超疏水涂层的制备及防冰性能 (急)

固体表面冰的形成和累积引起了一系列的安全问题同时造成了巨大的经济损失。因此，防冰对减少冰灾和经济损失具有重要意义。通过喷涂方法在基质上喷涂碳黑纳米粒子、聚二甲基硅氧烷 (PDMS)以及十七氟葵基三乙氧基硅烷 (PFDTES)的混合液制备了一种具有防冰性能的碳黑/PDMS超疏水涂层。碳黑使涂层具有微纳粗糙结构，PDMS作为粘合剂增加涂层的牢度，PFDTES赋予表面较低的表面能。所制备的涂层具有优异的超疏水性能，使水滴在表面结冰的时间延迟到160 s，是普通玻璃结冰时间的5倍多。同时，冰的粘附强度也大大的减小。此外，涂层还展现出优异的自清洁性能、耐酸、碱、盐腐蚀和耐紫外灯照射性能。     

聚合物基超疏水涂层的制备及应用进展(2)

简要综述了超疏水表面的疏水机制及聚合物基超疏水涂层的基本情况(包括常用材料、制备方法及应用),重点阐述了聚合物基超疏水涂层的制备方法(如模板法、相分离法、刻蚀法和聚合物/无机纳米粒子复合法等)及其在自清洁、油水分离、抗冰冻和抗菌等领域的研究进展和存在的问题。最后对聚合物基超疏水涂层的应用前景进行了展望。     

超疏水纳米海绵制备及其二甲苯吸附性能

利用聚氯乙烯（PVC）及疏水性气相纳米SiO₂颗粒建立了一种简易、快速的超疏水纳米海绵材料的制备方法,并在开展超疏水纳米海绵材料的表面基团分析（IR）、疏水性能测定、表面形貌（SEM）观察的基础上,探究其吸附性能及循环使用性能。为验证超疏水纳米海绵材料的工业应用性能,采用实验室搭载回收设备,对比考察了负载超疏水纳米海绵/未改性海绵/商用金属盘片对间二甲苯的回收性能。结果表明：改性后超疏水纳米海绵材料表面负载涂层整体均匀完整,涂层上接枝的纳米颗粒稳定致密,且表面粗糙度有明显提高。IR谱图中新增有O—Si—O的特征峰,充分证明疏水性SiO₂颗粒已负载在材料表面,使其表面疏水角可达150°,具有超疏水亲油特性。改性海绵材料间二甲苯吸附容量可达41.45g/g,且在循环500次后吸附容量仍能达到其初始值的93%,负载该海绵的回收设备则具有良好间二甲苯回收速率（152.83L/h）及效率（99%）,运行58h后仍保持良好间二甲苯回收性能。