影響涂層的疏水效果的因素很多,除了一些外部因素,其內(nèi)因取決于涂料自身表面自由能的大小,還與其表面粗糙度有密切的關(guān)系。
通過向涂料中添加疏水助劑降低表面能,控制噴涂工藝提高涂層表面粗糙度,制備了疏水涂層。研究了疏水劑的種類、用量以及表面粗糙度對涂層疏水性能的影響。
結(jié)果表明:當(dāng)疏水劑的用量為5wt%,表面略微粗糙時,接觸角達到139°,具有良好的疏水效果。
維晶高新材料科技有限公司專注于電子產(chǎn)品防水防腐、超疏水、超親水、防霧、防結(jié)冰、自潔凈等涂層產(chǎn)品。 納米涂層具有很好的的疏水疏油性。超級疏水涂層代理
超疏水表面是指與水的靜態(tài)接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面。決定超疏水性能的兩大關(guān)鍵要素是較低的表面能和具有一定粗糙度的微觀表面形貌。上述兩個要素共同作用,可賦予超疏水表面自清潔、防污、防腐蝕、防結(jié)/覆冰和減阻等功能,超疏水表面在航空航天、船舶、醫(yī)療等領(lǐng)域和日常生活中均有廣闊的應(yīng)用前景。近些年來,以荷葉、鳥類羽毛等生物組織和結(jié)構(gòu)為仿生對象制備超疏水表面已成為材料研究領(lǐng)域的熱點之一。
美國中佛羅里達大學(xué)(UCF,UniversityofCentralFlorida)近日研發(fā)了一種富勒烯超疏水材料,制備的薄膜在水中浸沒數(shù)小時仍能保持優(yōu)異的超疏水性能,這是以往超疏水材料無法達到的水平。伊利諾伊大學(xué)(??UniversityofIllinois??)研發(fā)了一種具備自修復(fù)功能的超薄型超疏水涂層(厚度小于100nm),可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。 超疏水涂層技術(shù)指導(dǎo)超疏水材料能讓水滴的接觸角達到150°以上,甚至接近180°,水滴看起來就像一顆玻璃珠。
研究人員將自修復(fù)技術(shù)和超疏水技術(shù)結(jié)合,使用dyn-PDMS材料(一種改性聚二甲基硅氧烷)成功制備了一種玻璃高分子涂層,它獨特的動態(tài)共價鍵使其具有自修復(fù)性和機械堅固性。同時,dyn-PDMS材料本身是低表面能物質(zhì),具備優(yōu)異的超疏水性能。該涂層很好地解決了超疏水涂層耐久性差的問題。另外,在涂層制備過程中由于溶劑的快速蒸發(fā),高分子物質(zhì)得以保留,致使該涂層可達到小于100nm的厚度。先前大多數(shù)超薄涂層在固化到材料表面后會產(chǎn)生大量微小的針kong缺陷,致使涂層性能達不到預(yù)期效果。而伊利諾伊大學(xué)研發(fā)的這種超薄涂層可以有效防止針kong缺陷的形成,而且極易浸涂到硅、鋁、銅或鋼等各種基體材料上形成納米級厚度的涂層。
哪些東西有疏水性呢?
細胞膜細胞膜由稱為磷脂的大分子組成。磷脂分子的頭部有磷原子,可以吸引水。分子的尾部由脂質(zhì)組成,脂質(zhì)是疏水分子。親水頭指向水,疏水尾相互吸引。在小組中,磷脂形成膠束。膠束是一個小的疏水球。疏水尾部將水從球的中心排出。
細胞膜由兩個磷脂層組成,稱為磷脂雙層。薄片的中間是由疏水尾組成的,它可以排出水分,可以將細胞的內(nèi)容物與外界環(huán)境分離。
細胞有多種嵌入膜中的特殊蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)有助于將親水分子(如水和離子)轉(zhuǎn)運到膜的疏水中間部分。在真核細胞中,細胞器是由磷脂雙層產(chǎn)生的較小囊在細胞內(nèi)形成的。
科學(xué)家們利用磷脂的疏水特性創(chuàng)造了另一種結(jié)構(gòu),將藥物和營養(yǎng)物質(zhì)輸送到細胞中。如上圖所示,脂質(zhì)體是可以裝藥的小囊。將正確的蛋白質(zhì)嵌入膜中,脂質(zhì)體將與靶細胞的膜融合,并將藥物輸送到細胞內(nèi)部。 超疏水涂層在疏水方面的應(yīng)用是非常理想的。
課題組團隊借鑒電化學(xué)原理,通過計算機仿真設(shè)計電場強度在涂層中的分布,并通過改變PEO電解液特性,利用PEO涂層中天然產(chǎn)生的孔洞結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)定向刻蝕,從而實現(xiàn)了上寬下窄的荷葉狀微納結(jié)構(gòu)的批量簡單制備通過對制備結(jié)構(gòu)的氧化鋁涂層的表面測試發(fā)現(xiàn),獲得的無機氧化鋁涂層在不經(jīng)任何有機修飾即可實現(xiàn)150±3°的水滴接觸角和8±2°的水滴滾動角,表現(xiàn)出有優(yōu)異的超疏水性能。而且,該結(jié)構(gòu)無機超疏水涂層具有無機陶瓷材料獨特的耐候性、耐火性以及耐腐蝕性能,在360天日光下暴曬、火焰燃燒以及中性鹽霧腐蝕環(huán)境中,均能保持明顯的超疏水特性。材料表面的自由能決定了這個材料是親水還是疏水,自由能越低,疏水性越強。PET涂層聯(lián)系方式
物體表面和水滴的“接觸角”,也就是水滴邊緣切線與固體表面的夾角。超級疏水涂層代理
影響涂層疏水性能的因素有哪些呢:
涂層的疏水性能主要取決于涂層的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)以及涂層的表面物理結(jié)構(gòu)。
1、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)對涂層的疏水性能影響主要表現(xiàn)為化學(xué)基團的表面能的高低。目前應(yīng)用較較廣的疏水涂層通常為含氟涂層、含硅涂層等。其中含氟涂料中含氟基團的表面能隨著氟原子取代數(shù)的增加表面能降低,因此隨著氟原子數(shù)量的增加涂層的疏水功能增加。含硅涂層主要是通過溶膠-凝膠法在涂層表面構(gòu)建特殊結(jié)構(gòu),同時還可以引入含有一定長碳鏈的硅烷單體的低表面能物質(zhì)來增加疏水性。
2、表面物理結(jié)構(gòu)對涂層的疏水性有非常大的影響。自然界很多現(xiàn)象都表明表面物理結(jié)構(gòu)對疏水有非常大的影響,典型就是“荷葉效應(yīng)”,其他還有水黽的足,鴨子的羽毛等均具有良好的疏水功能,科學(xué)家們根據(jù)生物表面特性進行仿生制造疏水表面,手段多樣(如刻蝕、腐蝕、溶膠-凝膠法、激光打印、氣相沉降以及模板法等),其共同點是在固體表面構(gòu)建微納結(jié)構(gòu)達到疏水的目的。 超級疏水涂層代理
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