超疏水表面的构筑及其研究进展（二）.pdf

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1、超疏水表面的构筑及其研究进襄(：_J)印染(2014No．10)●(>●(>●(二)●(>。、述评：●0●()●<>●<)●超疏水表面的构筑及其研究进展(二)鲍艳，张晓艳，马建中，鲁娟(1．陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021；2．教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安710021)关键词：超疏水；表面；微观粗糙结构中图分类号：TS195．54文献标识码：A文章编号：1000-4017(2014)09-0049-051．2．3化学键合法应，将氨基改性、环氧基改性的二氧化硅依次负载到含环氧为了克服微米粒子与纳米粒子之间或粗糙结构与基底

2、基的棉织物表面，最后用疏水性的有机酸或者1H，1H，2H，之间结合力弱的缺点，研究者开始利用共价键作用构筑多重2H一全氟癸基三氯硅烷单独或结合处理，得到结合牢固的超粗糙结构(构筑粗糙结构的过程如图4所示)，以进一步提疏水表面。该方法构筑的粗糙结构最外层为环氧基改性的高粒子间的结合牢度。该方法通常是先制备出表面带有活二氧化硅．可使后续的疏水化处理更加方便。性基团的粒子．在适当的条件下，促使粒子之间形成共价键，获得具有化学结合的多重粗糙结构。活性基团主要有羟基、氨基、环氧基等。辫辫辫—◆蛛氧杠}月旨膜／，阜士表面疏水化处理超疏水表面图5草莓型粒子的构筑示意

3、图Fig．5Preparationofsuperhydr0ph0bicfilmsbasedonrasper-berry．1ikeparticles[]Zhang等3受荷叶表面超疏水性和贻贝粘附蛋白的启发，制备了二氧化硅为核、聚多巴胺(PD)为壳的球形粒子，图4通过化学键合法构筑表面粗糙结构利用氧化还原反应，通过聚多巴胺还原银离子，得到最外层Fig．4Fabricationofroughstructurebythechemicalbonds为银粒子包覆的多层结构，经氟化处理后即可实现超疏水表Wen等_3]将正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷面的制备

4、。其合成过程如图6所示。(MTES)在有机硅改性的聚丙烯酸酯乳液中水解，通过二氧化硅表面一0H与一0H的交联作用，获得了接触角在150。钯以上的超疏水涂层。Zhang等3]通过简易方法制备了球形~l8胺二氧化硅／二氧化硅纳米线杂化的透明超疏水涂层，涂层的nh：．5擘接触角高达179．8。，滚动角仅为1．3。。该涂层的获得是，首图6SiO，／PD／Ag超疏水粒子形成示意图l3先将基底浸渍到球形二氧化硅溶胶中，再通过氧等离子处理Fig．6SchematicdrawingofthesynthesisprocedureofSiO2／(使所制备的二氧化硅表面含有

5、大量的羟基)，最后通过化PD／Agsuperhydrophobicparticle【J学气相沉积法以三氯甲基硅烷为前驱体原位生成二氧化硅采用化学键合法构筑多重粗糙结构虽然可加强粒子与纳米线。Ming等]采用如图5所示的原理。利用氨基和环粒子之间或粗糙结构与基底之间的结合强度，但由于受到空氧基间的反应．合成出双尺寸草莓型二氧化硅粒子，再将该间位阻作用，化学键合数目相对较少。粗糙结构在外界作用双尺寸二氧化硅粒子进行氨基改性，然后沉积到环氧基改性下仍会遭到一定程度的破坏，因此，寻求增加化学键合数目的涂层上，从而制备了微米粒子与纳米粒子结构之间，以及的方法．是

6、推进超疏水工业化生产的有利武器。微纳双重结构与基底之间牢固结合的粗糙结构，最后用PDMS(聚二甲基硅氧烷)进行疏水化处理，得到了接触角为1_2_4粘接法165。，滚动角为3。的超疏水表面。采用类似原理，Xue等_3采用化学键合法构筑粗糙结构，虽然可以通过化学键来对棉织物表面首先进行环氧基化，再利用环氧基与氨基的反增强粗糙结构与基底之间的结合，但是该化学键的结合仅是49印染(2014No．10)点接触，在实际生产中，仅采用化学键合法构筑超疏水表面采用电解法制备超疏水涂层，以十四酸为疏水剂，得到由Ni的并不多。粘接法构筑超疏水表面具有结合牢度强，实际操晶体

7、和Ni[CH(CH，)，CO0]晶体形成的“花椰菜”状结构作简单等优势，已被广泛地应用于超疏水表面的制备。该法的超疏水表面。Goswami等[1312]使用六亚甲基二硅氮烷利用粘接作用将无机粒子粘附到具有粘结力的表面，形成粗(HMDS)对二氧化硅溶胶进行改性，制备出疏水化的二氧化糙结构．再对具有粗糙结构的基底进行疏水化处理，制备出硅溶胶。Xu等_3]用十二烷基三甲氧基硅烷对棉织物进行具有疏水性能的超疏水表面。疏水化处理．其与水的接触角可达到159。。Wang等l39_在木CuiC等采用“三步法”获得具有超疏水性的油漆，即先材表面首先形成氧化铁球形结构，

8、再用十八烷基三氯硅烷的将环氧黏合剂喷涂于不锈钢板表面，待涂膜干后对其进行打水解液对其进行自组装