影響涂層的疏水效果的因素很多,除了一些外部因素,其內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。
結果表明:當疏水劑的用量為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品防水防腐、超疏水、超親水、防霧、防結冰、自潔凈等涂層產品。 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/覆冰和減阻等功能,超疏水表面在航空航天、船舶、醫(yī)療等領域和日常生活中均有廣闊的應用前景。近些年來,以荷葉、鳥類羽毛等生物組織和結構為仿生對象制備超疏水表面已成為材料研究領域的熱點之一。
美國中佛羅里達大學(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(??UniversityofIllinois??)研發(fā)了一種具備自修復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。 超疏水涂層技術指導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。
研究人員將自修復技術和超疏水技術結合,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性和機械堅固性。同時,dyn-PDMS材料本身是低表面能物質,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),高分子物質得以保留,致使該涂層可達到小于100nm的厚度。先前大多數超薄涂層在固化到材料表面后會產生大量微小的針kong缺陷,致使涂層性能達不到預期效果。而伊利諾伊大學研發(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。分子的尾部由脂質組成,脂質是疏水分子。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,這些蛋白質有助于將親水分子(如水和離子)轉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生的較小囊在細胞內形成的。
科學家們利用磷脂的疏水特性創(chuàng)造了另一種結構,將藥物和營養(yǎng)物質輸送到細胞中。如上圖所示,脂質體是可以裝藥的小囊。將正確的蛋白質嵌入膜中,脂質體將與靶細胞的膜融合,并將藥物輸送到細胞內部。 超疏水涂層在疏水方面的應用是非常理想的。
課題組團隊借鑒電化學原理,通過計算機仿真設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涂層中天然產生的孔洞結構來實現定向刻蝕,從而實現了上寬下窄的荷葉狀微納結構的批量簡單制備通過對制備結構的氧化鋁涂層的表面測試發(fā)現,獲得的無機氧化鋁涂層在不經任何有機修飾即可實現150±3°的水滴接觸角和8±2°的水滴滾動角,表現出有優(yōu)異的超疏水性能。而且,該結構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結構以及涂層的表面物理結構。
1、表面化學結構對涂層的疏水性能影響主要表現為化學基團的表面能的高低。目前應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的增加表面能降低,因此隨著氟原子數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建特殊結構,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來增加疏水性。
2、表面物理結構對涂層的疏水性有非常大的影響。自然界很多現象都表明表面物理結構對疏水有非常大的影響,典型就是“荷葉效應”,其他還有水黽的足,鴨子的羽毛等均具有良好的疏水功能,科學家們根據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建微納結構達到疏水的目的。 超級疏水涂層代理
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