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《山东轻工业学院》 2011年
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有机/无机杂化仿生超疏水膜的制备与研究

范治平  
【摘要】:科技的发展日新月异,给我们的生活带来了很大的变化,本研究通过介绍几种超疏水薄膜的制备实验,拓展并验证了超疏水领域的一些新的制备方法和理论:第一部分总结了Wenzel方程、Cassie方程及一种具有极高精确度的,可方便测出固体表面上液滴前进角和后退角的测试方法等超疏水表面的最新理论研究成果和技术;回顾了溶胶凝胶法、化学修饰法、喷涂法、液相法、化学蚀刻法、水热法、微相分离法、原位聚合法、经典纺丝法和阳极氧化法等近几年出现的超疏水表面的制备方法;介绍了其在物质能量、生物医学、光学、燃料以及电池应用等领域超疏水表面的最新功能性的应用。最后客观地展望了超疏水表面制备及理论研究的发展方向。 第二部分在两个章节中分别介绍了在室温环境下通过一种简单的制备过程得到了聚苯乙烯(PS)和聚α甲基苯乙烯(PAMS)两种仿生超疏水聚合物表面。优选水和乙醇在不同的相分离体系中被用作不良溶剂,并通过大量的实验对制备过程中的多种影响因素进行了考察。测试结果表明制得的薄膜具有较高的接触角和较低的接触角滞后值,均表现出良好的超疏水性和耐老性能。此外,传统的Cassie-Baxter方程和一种新的修正方程均被用于PS和PAMS薄膜的理论验证,以证明其超疏水表现。 第三部分展示了在室内环境下通过一种简单的方法得到的一种具有火焰般微观形貌的钇铝石榴石(YAG)超疏水膜,并对实验中固化剂和液体石蜡的浓度的的变化对其性能的影响进行了观测。所得到的超疏水薄膜的水滴接触角达到158±1.0°,滚动角4±1.0°,暴露十天之后粗糙表面的水滴接触角仍然大于150°,具有良好的超疏水性和耐老性能。通过透射电镜,环境扫描电镜,荧光分光光度仪和原子力显微镜对试样进行了表征。 第四部分通过分步接枝乙烯基和聚苯乙烯得到了一种聚苯乙烯/硅球纳米颗粒,所得的乙烯基改性的和聚苯乙烯接枝硅球纳米颗粒使用红外光谱仪,环境扫描电镜和紫外光谱仪来表征。结果表明:聚苯乙烯成功的被接枝到硅球颗粒上,所得到的聚苯乙烯/硅球纳米颗粒的薄膜呈现出典型的粗糙形貌。表面润湿性能通过接触角测试仪测得接触角和滚动角分别为159°和为2°。
【学位授予单位】:山东轻工业学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O647.1

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