几种氧化物薄膜及聚丙烯材料的表面润湿性控制研究

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1、大连理工大学硕士学位论文几种氧化物薄膜及聚丙烯材料的表面润湿性控制研究姓名：秦卫龙申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王军;赵毅20050601大连理工大学硕士学位论文摘要固体表面的润湿性与很多实践生产过程密切相关。近年来，固体表面的润湿性控制引起了广泛的关注，已成为材料科学中一个重要的研究课题。本文首先研究了Ti0。、ZnO、SnO：、Fe。0，、和Cr。0。纳米薄膜的表面润湿性在紫外辐射和湿式机械摩擦条件下的可控性。然后采用液相化学法对聚丙烯进行了表面亲水化处理。此外，针对Fe。0和Cr。0薄膜，本文还提出了一种新的溶胶一凝胶制备方法。用溶胶凝胶浸渍提拉法在普通玻

2、璃载玻片上制备了Ti晚、ZnO、Sn国、Fe：嘎和Cr203薄膜，采用DSC、XRD、SEM和AFM等手段对薄膜及相应的粉体进行了表征，考察了紫外辐射和湿式机械摩擦对薄膜表面润湿性的影响。结果表明，本文制备的薄膜由纳米晶颗粒组成，整体上致密均匀，与衬底结合牢固。通过紫外辐射和湿式机械摩擦处理可以使Ti毡、ZnO、SnO。和Fe幻，薄膜的表面润湿性实现亲水一疏水快速可逆转换，即，通过紫外辐射可使薄膜表面快速亲水化，通过湿摩擦又可使薄膜表面快速转变成疏水状态，而且，上述过程可以循环多次。这种亲水／疏水性快速转换的原因可能是由于薄膜表面羟基的形成与消失所引起，紫外辐射可以使表面产

3、生羟基，从而使表面变得亲水，而湿摩擦过程则使表面羟基消失，从而使表面变得疏水。用液相化学法对聚丙烯进行表面亲水化处理，考察了处理过程中氧化剂种类、硫酸浓度、氧化剂与硫酸的质量比、处理时间、处理温度等因素对亲水化效果的影响，用正交试验法确定合适的处理条件。结果表明，在最佳的条件下，接触角可降低约30％。对聚丙烯表面的红外光谱分析发现，处理后在i714CNl处>C=O伸缩振动峰变强，说明处理后聚丙烯表面含氧基团数量增加。用光学显微镜观察发现，处理后表面粗糙度增大。可见，聚丙烯表面亲水性的提高来源于含氧基团数量的增加和表面粗糙度的增加。此外，针对Fe：03和Cr。0薄膜，本文提出

4、一种新的镀膜用溶胶的制各方法。新方法采用廉价易得的无机盐为前驱体，代替传统的金属醇盐前驱体。其关键在于加入了环氧丙烷作为胶凝引发剂，从而使无机盐溶液也可以形成凝胶。通过考察无机盐前驱体和环氧丙烷的浓度对凝胶时间的影响，确定了适宜的工艺条件。关键词：润湿性；氧化物薄膜：聚丙烯；溶胶凝胶法；湿摩擦儿种氧化物薄膜及聚丙烯材料的表面润湿性控制研究StudyonsurfacewettabilitycontrolofseveraloxidefilmsandpolypropyleneAbstractWettabilityofsolidsurfacesisanimportantproper

5、tytakentoconsiderationinmanypracticalfields．Thecontrolofsurfacewettabilityhasatlractedincreasingresearchattentioninrecentyears11isdissertationworksmairdyonthistopicFirstly．thecontrolofthewettabilityofseveraloxidethinfilms，includingTi02，ZnO，Sn02，Fe203andCr203，isdemonstratedbytheuseofUVirrad

6、iationandwetmechanicalrobbing，Then，wetchemicaltreatmenthasbeensuccessfullyappliedtoimprovethehydrophilicityofpolypropylenesurface．Inaddition，anovelsol—gelapproachhasbeendevelopedforthefabricationofFe203，andCr203films．Severaloxidefilms，includingTi02，ZnO，Sn02，Fe203andCr203，arefabricatedoncA3

7、rnmonglasssubstratesbysol—geldip—coatingtechnique．Theas—preparedfilmsandcorrespondingpowdersarecharacterizedbyvarioustechniques，suchasDSC，XRD，SEMandAFM．necontrollabilityoftheirwettabilltyuponUVirradiationandwetmechanicalrobbingiSinvestigated．Theresuitsindicate