| 多功能化超疏水表面的制备与性能调控 | |
| 杨进 | |
| Subtype | 工学博士 |
| Thesis Advisor | 张招柱 |
| 2012-05-24 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Degree Discipline | 材料学 |
| Keyword | 多功能化 超疏水 超疏油 表面结构 表面成分 Multifunctional Superhydrophobicity Superoleophobicity Surfacestructure Surface Composition |
| Abstract | 超疏水表面因具有防污自清洁的性能，在许多高新技术领域和日常生活中有着广泛的应用前景，已经成为近年来表面功能材料研究的热点。而且，随着超疏水表面制备及应用研究的深入，对其表面性能有了更多的要求，具有多种功能的超疏水表面受到越来越多的关注。本论文在深入调研相关文献的基础上，分析了目前超疏水表面在制备和应用过程中存在的问题，研究了碳纳米管和聚合物复合材料的多功能超疏水性能，制备了超疏油和功能化超疏油表面，并对影响表面性能的因素进行了系统研究，取得了以下主要成果： 1. 利用喷涂方法制备了超疏水的纯碳纳米管薄膜，考察了外部刺激对碳纳米管润湿性的影响，通过紫外光照射 (高温处理) 和空气放置，在其表面实现了由超疏水到超亲水的可逆转变，并对润湿性转换的影响因素和控制机理进行了研究。利用活性可控自由基聚合合成了功能性聚合物接枝的碳纳米管，接枝聚苯乙烯得到了透明的超疏水碳纳米管薄膜，接枝两性嵌段共聚物得到了具有滚动/粘附转换性能的超疏水碳纳米管薄膜，并分别探讨了薄膜透明性和滚动/粘附转换性能与超疏水之间的关系。 2. 利用糠酮树脂与聚四氟乙烯制备了基体结合力强和环境稳定性好的超疏水聚合物复合涂层，考察了涂层的表面结构和成分与润湿性能的关系，研究了制备方法和固化工艺对涂层各项性能的影响。利用聚合物和氧化锌纳米粒子制备了多功能化的超疏水复合涂层，通过紫外光和加热处理，在同一表面实现超疏水/超亲水转换和超疏水状态下的滚动/粘附转换，探讨了润湿性和粘附性转换的影响因素和控制机理。 3. 制备了氟化二氧化钛、十六酸铜以及全氟辛酸铜三种不同的超疏油表面，分析表征了三种表面的疏油性能，考察了表面结构和成分与疏油性能的关系，找出了制备超疏油表面的关键，并且所得超疏油表面具有易修复的特性。利用简单的化学刻蚀方法，在铝基表面构筑了微纳等级粗糙的结构，结合低表面能材料，获得了稳定的超疏油铝基表面，通过改变刻蚀条件，控制凹形结构的形成和纳米鳞片的出现，探讨不同尺度的结构对疏油性能的影响。 4. 利用层层自组装方法在棉布和织构化的铝基表面上沉积了聚电解质多层薄膜，通过薄膜表面的离子交换同时调控其疏水疏油性能，考察了聚电解质层数和吸附离子对表面润湿性能的影响，实现了超疏油和超亲油之间的快速可逆转换。利用具有特殊化学结构的聚合物和纳米粒子，制备了超亲水-超疏油的纳米复合涂层，探讨了涂层的亲水疏油机理，并研究了它们在防油污、自清洁以及油水分离等领域的性能和应用。 |
| Funding Project | 复合润滑材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/2870 |
| Collection | 中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 杨进. 多功能化超疏水表面的制备与性能调控[D]. 中国科学院研究生院,2012. |
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| 201283杨进.pdf（17247KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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