ESM负载PTFE疏水材料的制备及其疏水性

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1、ESM负载PTFE疏水材料的制备及其疏水性摘要本文以生活、工业废弃物鸡蛋膜作为载体，采用液相浸渍法将PTFE颗粒负载于ESM±制备出疏水性材料，对所得疏水材料进行ATR・FTIR、SEM、AFM表征，考察制备浸渍液浓度，浸渍时间和浸渍液种类对该疏水材料疏水性能的影响，并探究ESM负载PTFE疏水材料形成的原因。研究结果表明，在ESM纤维表面上成功负载PTFE颗粒。当m(PTFE)：m(PDMS)=0.5：10时，制备的复合材料的接触角最大，疏水性最好。当浸渍时间在4・16h时，所制备的样品的接触角稳定在104。左右，疏水性相差不大；当浸

2、渍时间在20h左右时，接触角达到110。以上，疏水性有了一定的提高。ESM分别在浸渍液(a)60%PTFE乳液,(b)m(PDMS)：m(PTFE)=l0:0.5,(c)95%乙醇和PTFE的混合液中，负载PTFE制备的材料的疏水性由低到高排列为：(a)<(b)<(c)oESM负载PTFE制备的疏水材料使PTFE很难与其他材料粘接在一起的问题得到了一定的解决，同时使鸡蛋壳膜得到了再次利用。关键词：疏水材料；PTFE；ESM摘要I1绪论11.1疏水材料11.1.1疏水材料的制备方法1L1.2疏水材料性能表征方法11.2聚四氟乙烯31.2.

3、1聚四氟乙烯疏水的原理31.2.2PTFE国内外应用现状31.3蛋壳膜41.3.1鸡蛋壳膜的结构41.3.2壳膜分离方法41.3.3鸡蛋壳膜应用的国内外现状51.4疏水材料制备方法51.4.1气相法51.4.2固相法51.4.3液相法51.5分散方法61.5.1物理分散61.5.2化学分散71.6本论文的主要研究内容72实验82.1实验材料及制备方法82.1.1实验药品82.1.2实验仪器82.1.3ESM负载PTFE疏水材料的制备82.2实验表征与测试方法102.2.1傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪（ATR・FTIR）102.2.2扫

4、描电子显微镜（SEM）102.2.3原子力显微镜（AFM）102.2.4疏水性能测试113结果与讨论123.1浸渍液浓度对ESM负载PTFE疏水材料疏水性的影响123.2浸渍时间对ESM负载PTFE疏水材料疏水性的影响123.3浸渍液种类对ESM负载PTFE疏水材料疏水性的影响133.4傅里叶变换衰减全反射红外光谱分析13•••••••143.5扫描电镜3.6原了力显微镜•••••••163.7ESM负载PTFE疏水材料疏水原因分析184结论与展望•••••••14.1结论•••••••14.2展望19参考文献•••••••••••••

5、••1.1疏水材料疏水材料是指水在该材料表面的接触角大于90°o材料表面能越低，附着力越小，材料表面与液体的接触角也就越大。低表面能材料由于其许多独特的性能在印刷、航天航空、传感器、海洋防污、生物化学等方面得到了广泛的应用⑴。PTFE具有良好的疏水性能，但是其与其他物质的粘连性不是很好，而鸡蛋薄膜是一种资源回收型物质，利用鸡蛋薄膜的网状纤维结构可以负载PTFE的纳米颗粒，且二者的复合材料经测试，疏水性良好，ESM负载PTFE疏水材料的制备既可以使鸡蛋壳膜变废为宝,又可以扩大PTFE的应用范围，一举两得。1丄1疏水材料的制备方法疏水材料通

6、常是指水滴在该材料表面的接触角大于90°o获得超疏水性表面的2个重耍条件是具有粗糙的表面结构和低的表面自由能。目前国内外制备超疏水表面的主耍有两种:一种是使低表面能的物质表面的结构具有合适的粗糙度，另一种则是将低表面能材料覆盖在粗糙度合适的物质表面。涂层在数码显微镜下放大1000倍后观测到表面分布很多不同大小的微型乳突结构。膜表面附聚有PTFE粒子，氟烷基降低了材料表面的自由能和表面引力，而SiCh组分在杂化体系表面形成了细小的突起状物且分布均匀，形成粗糙结构表面⑵。1.1.2疏水材料性能表征方法亲水表面通常是指接触角小于90°的I古I

7、体表面，疏水表面通常是指接触角大于90°的固体表面。由此可见，可以用接触角的大小来表征疏水材料的疏水性能。接触角测量最常用的方法是量角法和量高法。量角法测量原理如下：如图1・1所示，a、b是等腰直角量角器的两直角边，可以上下左右移动，测量过程如下。图1-1量角器两直角边和球边相切图1-2量角器下降到顶点在球边（1）将等腰直角量角器的a、b两边下移，直到使角量角器的a、b两边分别和液滴相切，如图1-1所示;、*h仅45乙他图1-3量角器左转到a边和固液气三相点相交(2)然后继续垂直下移等腰量角器，直到量角器的顶点和液滴边缘相交于点C,从而

8、确定液滴的最高点C的坐标，如图1・2所示；(3)最后绕着C点逆时针转动，转动5角度，直到a边和气液固三相的交点A'相交时，如图1・3所示，即可求出&。量高法测量原理如下：当1滴液体的体积小于6此时，可忽略地