从自然到仿生的疏水超疏水界面材

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1、从自然到仿生的疏水/超疏水界面材料内容1、引言2、含氟丙烯酸酯共聚物的制备和表面性能；3、超疏水界面材料的制备、结构与性能1、引言疏水——自然界的启发水滴在荷叶，鹅毛等表面随意地滚动。1.1问题的引出润湿——固体表面的重要特征之一：疏水（不浸润）、亲水（润湿）;疏水(憎水，拒水)：接触角Θ大于900;Young方程:σLVcosθ=(σSV-σSL)疏水表面：纺织品、自清洁玻璃、化工管道输送等等接触角、表面张力与润湿性能低表面能（表面张力）物质利于形成疏水表面:氟、硅类材料1.2含氟聚合物与疏水性能(1)耐热性(2)耐化学药品性(3)耐气候性(4)憎水憎油

2、性(5)防污染性(6)抗粘性(7)耐磨擦性(8)光学特性(9)电学性能(10)流变性能含氟聚合物的优异性能：含氟高分子功能性的起因HFCl范德华引力半径/nm0.120.1350.18电负性2.14.03.0C－X键能/kJ.mol-1416.31485.34326.35C－X极化率/10-24cc0.660.682.58结构对含氟聚合物疏水性能的影响聚十五氟庚烷基甲基丙烯酸乙酯聚合物结构氟含量%表面张力（dyn/cm）聚偏二氟乙烯-(-CH2CF2-)-59.3255911氟丙烯酸酯聚合物的表面形貌氟丙烯酸酯织物整理剂氟丙烯酸酯织物整理剂：杜邦(Tefl

3、on)，赫斯特(Nuva)，阿托化学(Forapade)、旭硝子(Asahi-guard)、大金(Unidyne)性能？成本？氟单体（丙烯酸全氟烷基乙基酯）很昂贵，产品成本高；使用活性聚合制备嵌段共聚物只需要很少的氟单体用量就可以得到很好的拒水拒油效果？？？2、氟丙烯酸酯共聚物的疏水性能2.1氟丙烯酸酯两嵌段共聚物的制备2.2氟丙烯酸酯两嵌段共聚物的表面性能2.3氟丙烯酸酯嵌段共聚物与无规共聚物表面性能比较2.4氟丙烯酸酯乳液聚合及其表面性能2.1ATRP法制备含氟嵌段共聚物溶剂：环己酮引发剂：α-溴代异丁酸乙酯催化剂/配位剂：CuBr/五甲基二乙基三胺氟

4、单体：丙烯酸全氟烷基乙基酯CH2=CHCOOCH2CH2(CF2)7.6CF3共聚单体：BMA/MA/MMA等2.2含氟嵌段共聚物固体表面性能的研究研究外部条件、氟嵌段长度（氟含量）、共聚链段长度等对表面性能的影响表面性能的表征：接触角、表面张力或表面能热处理对嵌段共聚物表面性能的影响Annealingtemperatureis120℃,thesampleisBMA96FAEA10.2热处理t的影响Annealingtimeis30min,thesampleisBMA96FAEA10.2热处理T的影响BMA嵌段长度对接触角的影响水在共聚物表面的接触角石蜡油

5、在共聚物表面的接触角FAEA链段长度固定为2.0BMAxFAEA2.0水在共聚物表面的接触角石蜡油在共聚物表面的接触角FAEA嵌段长度对接触角的影响BMA嵌段长度固定为96BMA96FAEAx含氟嵌段共聚物固体表面能的计算Fowkes：界面间的吸引力应为表面上不同分子间作用力之和液体在固体表面的润湿行为可以用Yong氏方程来描述含氟嵌段共聚物固体表面能的计算SampleWF(%)θ(H2O)degreeθ(C2H2I2)degreeγcmN/mγdmN/mγpmN/mγsvmN/mBMA96FAEM2.1c5.590662522.56224.56BMA96

6、FAEM3.17.61058418.714.241.7315.97BMA96FAEM4.510.61068618.313.31.7015.00BMA96FAEM8.217.01128815.412.960.9213.88BMA96FAEM10.119.71138815.013.040.8313.87含氟嵌段共聚物改性丙烯酸树脂的表面性能含氟高分子被用作涂料表面改性剂，通过添加含氟高分子可以获得不润湿表面，使其具有憎水、憎油和防污能力。以丙烯酸酯类树脂为基体树脂，通过添加含氟嵌段共聚物作为表面改性剂，研究含氟嵌段共聚物的加入对涂料防水、防油和防污能力的影响添

7、加量对丙烯酸酯树脂表面性能的影响用极少量的改性的丙烯酸酯树脂膜具有低表面性质接触角表面张力2.3嵌段共聚物与无规共聚物表面性能的比较氟含量相近时，嵌段共聚物具有比无规共聚物更低的表面张力，但二者差别并不大；TypeSamplesWF(%)Θ(H2O)degreeΘ(C2H2I2)degreeγdmN/mγpmN/mγsmN/m5％seriesMA156FAEA1.74.54906423.23.726.9MArF-5％4.82906323.83.627.416%seriesMA72FAEA3.515.51108414.70.815.5MArF-17%16.3

8、1098415.11.016.1含氟高分子的XPS分析X射线光电子