鎂基體超疏水表面制備工藝

鋁合金表面超疏水涂層的制備及其耐蝕性能 李松梅*王勇干劉建華韋巍 (北京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,北京100083) 摘要：基于含氟聚氨酯和納米sio2的協(xié)同作用,在鋁合金表面成功制備了一層超疏水涂層.用紅外光譜、掃描 電鏡和電化學(xué)測(cè)試等技術(shù)對(duì)超疏水涂層進(jìn)行了表征和分析.紅外光譜結(jié)果表明,硅烷偶聯(lián)劑(a1100)成功鍵合到 納米sio2表面.掃描電鏡和接觸角測(cè)定儀對(duì)涂層的表面形貌表征結(jié)果表明,涂層表面存在微米鄄亞微米尺度的粗 糙結(jié)構(gòu),接觸角可達(dá)到156毅,滾動(dòng)角小于5毅.電化學(xué)測(cè)試(交流阻抗和極化曲線)結(jié)果表明,所得到的涂層極大地 提高了鋁合金的耐蝕性能. 關(guān)鍵詞：超疏水；硅烷偶聯(lián)劑；電化學(xué)測(cè)試；耐蝕性 中圖分類號(hào)：o648 preparationofsuperhydrophobiccoat

超疏水表面的潤(rùn)濕性及其應(yīng)用研究

具有微納米結(jié)構(gòu)超疏水表面潤(rùn)濕性的研究

第40卷第3期力學(xué)進(jìn)展vol.40no.3 2010年5月25日advancesinmechanicsmay25,2010 超疏水表面滑移理論及其減阻應(yīng)用研究進(jìn)展* 王新亮狄勤豐?張任良顧春元 上海大學(xué),上海市應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué)研究所,上海200072 上海大學(xué),上海市力學(xué)在能源工程中的應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200072 摘要減阻技術(shù)對(duì)提高原油采收率、降低液體流動(dòng)阻力具有十分重要的意義.通過(guò)論述超疏水表面結(jié)構(gòu)的 基本理論、超疏水表面形成的主要影響因素和近年來(lái)仿生超疏水表面的制備方法,綜合分析了超疏水表面滑 移理論和基于這一理論的減阻技術(shù)的研究進(jìn)展,并簡(jiǎn)單介紹了其在石油儲(chǔ)層微孔道納米降壓減阻方面的應(yīng)用, 展望了超疏水表面滑移理論及其減阻技術(shù)的研究重點(diǎn)及應(yīng)用前景. 關(guān)鍵詞超疏水,潤(rùn)濕性,表

以硅氧烷為疏水劑,采用液相、氣相沉積法在鋁板基體上沉積納米級(jí)疏水性膜,通過(guò)接觸角和掃描電鏡對(duì)其進(jìn)行表征,氟取代甲基三甲氧基硅烷液相成膜的接觸角為139°,十八烷基三甲氧基硅烷成膜的接觸角為136°。研究了它們的防腐蝕性能。結(jié)果表明:疏水膜在常溫下,95%乙醇,浸泡12～15天,疏水表面可以保持接觸角大于90°。表現(xiàn)出良好延緩腐蝕的能力。

為研究復(fù)合法制備超疏水表面過(guò)程中主要工藝參數(shù)對(duì)表面形貌及超疏水性能的影響,開發(fā)了一種噴砂-陽(yáng)極氧化復(fù)合方法,在鋁合金表面構(gòu)筑了微米-納米二級(jí)結(jié)構(gòu),經(jīng)氟化處理后獲得了超疏水特性.結(jié)果表明,噴砂處理在鋁合金表面通過(guò)沖蝕的凹坑構(gòu)筑出微米結(jié)構(gòu),陽(yáng)極氧化則在鋁合金表面通過(guò)蜂窩狀氧化膜構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu).但單純構(gòu)筑粗糙結(jié)構(gòu)或單純改變表面化學(xué)組成均不能在鋁合金表面獲得超疏水特性.單純的微米結(jié)構(gòu)或納米結(jié)構(gòu),即使有低表面能聚合物修飾也不能獲得超疏水特性.只有微米-納米二級(jí)結(jié)構(gòu)和低表面能聚合物的協(xié)同作用,才能有效構(gòu)筑鋁合金超疏水表面.這種鋁合金與水滴接觸時(shí),形成的氣阱可減小固體表面與水滴的接觸面積,降低表面與水滴間的熱量交換,從而減緩水分子的凝結(jié),提高鋁合金的抗霜凍性.同時(shí),氣阱還可有效減緩海水的腐蝕,提高鋁合金的耐海水腐蝕性.

采用一種簡(jiǎn)單的方法制備出了硅橡膠超疏水性表面;將模具內(nèi)表面做成一定的粗糙度;按照常規(guī)成型工藝,將液體硅橡膠澆注在模具內(nèi)使其固化,待固化完畢后脫去模具,得到不同粗糙度的表面。經(jīng)過(guò)接觸角測(cè)量?jī)x測(cè)定和掃描電子顯微鏡分析,結(jié)果表明:當(dāng)硅橡膠表面粗糙度ra=6.63μm時(shí),在其表面形成了類似于荷葉的乳突結(jié)構(gòu);在乳突表面還有亞微米級(jí)的小顆粒存在,形成了微米亞微米兩級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu),材料表面與水的靜態(tài)接觸角為153.5°,滾動(dòng)角為8°,材料具有超疏水性;當(dāng)硅橡膠表面粗糙度ra6.63μm,材料表面的靜態(tài)接觸角隨著表面粗糙度的增加而減小。

將石英砂與表面修飾改性的納米氧化鋅微粒及氟硅樹脂混合經(jīng)高溫處理制備了具有"荷葉效應(yīng)"的超疏水控水砂,通過(guò)顯微鏡、紅外光譜、接觸角、耐溫性測(cè)試及巖心流動(dòng)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)了該超疏水控水砂的結(jié)構(gòu)與性能。結(jié)果表明:超疏水控水砂表面具有荔枝皮狀粗糙結(jié)構(gòu),水在復(fù)合粒子構(gòu)成的非均相界面上的接觸角符合cassie模型;水在超疏水復(fù)合砂表面的靜態(tài)接觸角達(dá)158°,滾動(dòng)角約為5°,達(dá)到超疏水要求;80℃條件下,巖心流動(dòng)驅(qū)替nfrr值為5.3,表明該超疏水控水砂具有優(yōu)良的控水性能;耐溫達(dá)到120℃。合成的控水砂在勝利油田高含水區(qū)塊進(jìn)行了4井次的現(xiàn)場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果明顯,初期平均降水率達(dá)16.55%。

超疏水性納米界面材料的制備及其研究進(jìn)展3 劉　霞 1 ,高　原 1,2 ,呼愛(ài)妮 1 ,郭　云 2 ,謝朝陽(yáng) 2 (1　煙臺(tái)大學(xué)環(huán)境與材料學(xué)院,煙臺(tái)264005;2　中國(guó)空間技術(shù)研究院蘭州物理所 真空低溫技術(shù)與物理國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,蘭州730000) 摘要　　超疏水表面在自清潔、防腐蝕和生物相容性等方面所展示的獨(dú)特性能以及在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常 生活中的潛在應(yīng)用前景,引起了研究者的極大關(guān)注。在簡(jiǎn)要總結(jié)超疏水界面理論的基礎(chǔ)上,綜述了超疏水界面材料 在制備及性能方面取得的一些新進(jìn)展,探討了這一領(lǐng)域存在的問(wèn)題及可能的發(fā)展方向。 關(guān)鍵詞　　超疏水　接觸角　表面形貌 中圖分類號(hào):o647 preparationandresearchprogressofsuper2hydrophobicnanoscale interfacialmater

以正辛基三乙氧基硅烷(teocs)和正硅酸乙酯(teos)作為前驅(qū)體,采用溶膠-凝膠法在鋁合金表面制備一種硅烷改性膜層,并研究摻雜不同含量鈰鹽ceno33·6h2o對(duì)膜層性能的影響.通過(guò)原子力顯微鏡、接觸角測(cè)試、電化學(xué)阻抗譜和掃描電化學(xué)顯微鏡對(duì)摻雜前后膜層的表面形貌、潤(rùn)濕性、耐腐蝕性和自修復(fù)性能進(jìn)行了表征.結(jié)果表明,當(dāng)摻雜鈰鹽的含量為0.005mol/l時(shí),膜層具有較少的缺陷、較好的疏水性以及良好的耐蝕自修復(fù)性.

采用含fecl3的蝕刻液對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行刻蝕,再以此蝕刻面為模板熱壓低密度聚乙烯(ldpe),冷卻剝離得到ldpe微模塑表面。研究結(jié)果表明:靜、動(dòng)態(tài)接觸角均超過(guò)150°,滾動(dòng)角約5°,ldpe表面呈"花菜狀"結(jié)構(gòu),即大"包"上密集分布著微米及亞微米級(jí)的小突起。本工藝可望結(jié)合工業(yè)上生產(chǎn)塑料薄膜的流延技術(shù),實(shí)現(xiàn)聚合物超疏水表面的規(guī)模化生產(chǎn)。

超疏水材料.

首先采用化學(xué)法在鋁合金表面制備了預(yù)處理膜層,分析了膜層的微觀組織結(jié)構(gòu)。采用刷涂法在預(yù)處理膜層上制備了隔熱涂層并測(cè)試了涂層的性能。結(jié)果表明,當(dāng)涂料中加入2%空心微球時(shí),隔熱膜層的導(dǎo)熱系數(shù)有明顯減低,節(jié)能隔熱涂層還具有良好的耐腐蝕性。

采用自由基溶液聚合與溶膠-凝膠法相結(jié)合的方法制備了含氟高分子/sio2雜化疏水材料.通過(guò)甲基丙烯酸十二氟庚酯(fa)與乙烯基三乙氧基硅烷(vtes)共聚合成了含氟硅共聚物(pfas),進(jìn)一步通過(guò)原硅酸乙酯(teos)與pfas共聚物溶液共水解縮聚制備了具有含氟側(cè)基的碳碳主鏈高分子和硅氧網(wǎng)絡(luò)的含氟高分子/sio2雜化疏水材料.研究結(jié)果表明,sio2組分含量提高可以顯著增加雜化材料薄膜的涂敷厚度,改善其耐久性能,而對(duì)雜化材料疏水性能的影響不大.

以正硅酸乙酯(teos)、甲基三甲氧基硅烷(mtms)、硅溶膠為主要原料制備了水泥表面硬化劑,研究teos/mtms比例、硅溶膠用量、硅溶膠粒徑等因素對(duì)涂層硬度、附著力的影響,研究了反應(yīng)程度、體系的ph值等對(duì)儲(chǔ)存穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明,teos/mtms比例對(duì)涂層硬度有顯著影響,涂層硬度隨著teos用量的增加而增大,但teos/mtms比例過(guò)大會(huì)造成涂層脆性增大;隨著mtms用量增加,涂層的附著力增大,但涂層硬度會(huì)顯著降低;加入適量的硅溶膠可提高涂層的硬度,但硅溶膠的用量不能過(guò)大,且硅溶膠的粒徑越小,涂層硬度越高。

采用相分離法,以可降解聚合物聚乳酸(pla)和聚碳酸亞丙酯(ppc)為原料制備超疏水塑料薄膜,研究原料配比、溶劑處理溫度、溶劑處理時(shí)間等對(duì)塑料薄膜疏水性的影響。結(jié)果表明:當(dāng)pla質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%,在50℃下二甲基亞砜(dmso)處理25min后制得的塑料薄膜接觸角為155°,呈超疏水性。該薄膜具有良好的降解性能,強(qiáng)制降解條件下,5d降解率達(dá)到34.13%。掃描電鏡照片顯示塑料薄膜多孔并具有蜂窩狀結(jié)構(gòu),具有粗糙的表面形貌。進(jìn)一步采用低表面能的含氟丙烯酸酯樹脂對(duì)其進(jìn)行表面修飾,表面修飾后塑料薄膜接觸角提高到164°。

碳表面親疏水改性的研究進(jìn)展_白宇

近年來(lái)，超疏水表面因在眾多領(lǐng)域具有重要的用途而引起了研究者的廣泛重視，本文將對(duì)刻蝕法制備超疏水表面的研究進(jìn)展作一介紹。

0前言鎂合金重量輕、比強(qiáng)度高,彈性模量小、剛性好、抗震力強(qiáng),抗電磁干擾及屏蔽性好,且有色澤鮮艷、美觀等優(yōu)點(diǎn),從而在實(shí)際中被大量應(yīng)用。但其防腐、耐磨性較差使其應(yīng)用范圍受到了限制。解決鎂合金腐蝕和磨損問(wèn)題是提高鎂合金的使用壽命,拓寬鎂合金的應(yīng)用范圍的關(guān)鍵問(wèn)題,因此在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)它們進(jìn)行必要的表面改性處理以增強(qiáng)其性能,成為必不可少的一環(huán)。冷噴涂是一種新的表面改性處理方法。在實(shí)際操作中,冷噴涂能

自然界中,超疏水表面由于其特殊的潤(rùn)濕性而受到極大的關(guān)注。此類表面廣泛存在于植物葉子、昆蟲翅膀、鳥類羽毛及動(dòng)物皮毛之中,其擁有較大的接觸角和較小的滯后角。液滴能夠在超疏水表面快速?gòu)楇x的特性與許多工程應(yīng)用息息相關(guān),例如,抗結(jié)冰、滴狀冷凝傳熱和防污等。液滴與固體表面接觸過(guò)程中,兩者之間的質(zhì)量、動(dòng)量和能量交換與液滴同表面的接觸時(shí)間密切相關(guān),超疏水表面可使固液接觸時(shí)間最小化。液滴在超疏水表面上碰撞時(shí),通常要經(jīng)歷鋪展和回縮階段,最后彈離

本文在紫銅板制作4彎管閉合回路脈動(dòng)熱管,對(duì)脈動(dòng)熱管的各部分分別進(jìn)行疏水處理,采用高速攝像研究脈動(dòng)熱管液彈的脈動(dòng)運(yùn)行特性及對(duì)傳熱的影響.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,疏水表面影響脈動(dòng)熱管的傳熱性能,疏水處理后的脈動(dòng)熱管的熱阻高于普通紫銅脈動(dòng)熱管,蒸發(fā)段的溫度升高,且脈動(dòng)熱管易燒干。液彈的脈動(dòng)頻率降低,傳熱性能下降,完全疏水和蒸發(fā)段為疏水表面的脈動(dòng)熱管液彈幾乎不脈動(dòng),傳熱性能與普通紫銅板相近.

研究水性木質(zhì)表面專用清漆配方,對(duì)水性聚氨酯樹脂、丙烯酸酯樹脂和丙烯酸酯改性聚氨酯樹脂進(jìn)行選擇,研究了樹脂成膜機(jī)理及其結(jié)構(gòu)對(duì)成膜性能的影響,確定具有較好的成膜效果和較低成本的樹脂;確定了潤(rùn)濕劑、成膜助劑、消泡劑和增稠劑的種類及用量,獲得了綜合性能優(yōu)良的配方,其性能符合并部分明顯優(yōu)于gb/t23999-2009(b類)國(guó)標(biāo)性能要求。