憎水膜层在大气暴露和模拟积水环境中的失效行为研究.pdf

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1、2014年8月材料工程August2014第8期第79—85页Journa1ofMaterialsEngineeringNo．8PP．79—85憎水膜层在大气暴露和模拟积水环境中的失效行为研究DeteriorationProcessofHydrophobicFilmsExposedinAtmosphereandSimulatedC0ndensati0nWater李允伟，李卫平，刘慧丛，曹瑞，朱立群(北京航空航天大学材料科学与工程学院空天材料与服役教育部重点实验室，北京100191)LIYun—wei，LIWei—pi

2、ng，LIUHui—cong，CAORui，ZHULi—qun(KeyLaboratoryofAerospaceMaterialsandPerformance(MinistryofEducation)，SchoolofMaterialsScienceandEngineering，BeihangUniversity。Beijing100191。China)摘要：研究憎水膜层表面憎水角、憎水角滞后、红外吸收光谱、交流阻抗响应、表面微观结构等变化，探讨不同环境条件和基材对憎水膜层失效行为的影响。结果表明：室外大气暴露环境中

3、憎水性能衰减速率较室内环境的快，室内环境暴露115d的膜层憎水角仍在100。以上，而同样在室外环境中憎水膜层的憎水角则下降到5O。左右。红外分析表明，室外憎水膜层中si一0一si长链结构和si—H键遭破坏；在模拟积水环境中钢与铝合金上的膜层憎水性能及水滴在膜层表面的流动性能差异较大，但两种材料上的憎水膜层分子结构未发生明显改变；AFM测试结果表明，膜层本身粗糙度的降低是导致憎水性能下降的原因之一。关键词：憎水膜层；大气暴露；模拟积水；环境失效doi：10．11868／]．issn．1001—4381．2014．08．

4、O15中图分类号：TG17文献标识码：A文章编号：1001—4381(2014)08—0079—07Abstract：Theinfluenceofdifferentenvironmentsandsubstratesonthefailureofhydrophobicfilmswasstudiedbyanalyzingthevariationsofcontactangle，contactanglehysteresis，FTIRspectra，EISandsurfacemicrostructure．Theresultsre

5、vealthatwater—repellentperformanceofhydrophobicfilmsexposedinoutdoordecreasesmuchfasterthanthatinindoorfilms，whosecontactanglesarestillabove100。after115daysexposure．whilefilms’contactanglesareonlyabout50。intheenvironmentofoutdoor．TheresultsofFTIRspectraindicate

6、thatlongchainstructureoftheSi—O—SiandSi—Hbondofhydrophobicfilmsaredestroyedinoutdoor．Furthermore，propertiesofthewater—repellentandtheflowingofhydrophobicfilmsbasedincarbonsteelandaluminumalloysubstrateinsimulatedcondensationwatershowdifferenttrendsapparently，ho

7、weverthemoleculestructureofbothdonotchangeevidently．AccordingtotheAFMresults，oneofthereasonsthatcausethedeclineofwater-re—pellentperformanceisthediminutionoftheroughnessofhydrophobicfilmsthemselvesinsimulatedcondensationwater．Keywords：hydrophobicfilm；atmosphere

8、exposure；simulatedcondensationwater；environmentalfail一11rP自然界中的超疏水现象受到人们的普遍关注和广术在汽车、军工、建筑、航空航天等领域得到了应泛研究，超疏水表面在工农业生产和人们的日常用。憎水剂是一种低表面能液态物质，具有施工生活中都有着极其广阔的应用前景，例如防水、防雪、工艺简单，固