【摘 要】
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超疏水材料因其表面特殊的微纳结构和较低的表面能,在抗结冰、自清洁、减阻等方面有广泛的应用前景。但是在实际使用过程中,材料表面难免会受到刮擦、磨损、酸碱溶剂等各种环境因素的影响,使材料表面结构和化学组分受到破坏,从而使材料丧失超疏水性。构筑具有自修复功能的材料可以有效解决这一问题,并延长材料使用寿命。本文采用不同方法将氟化碳纳米管（F-CNTs）与不同聚合物复合,制备得到F-CNTs/聚合物可修复超
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超疏水材料因其表面特殊的微纳结构和较低的表面能,在抗结冰、自清洁、减阻等方面有广泛的应用前景。但是在实际使用过程中,材料表面难免会受到刮擦、磨损、酸碱溶剂等各种环境因素的影响,使材料表面结构和化学组分受到破坏,从而使材料丧失超疏水性。构筑具有自修复功能的材料可以有效解决这一问题,并延长材料使用寿命。本文采用不同方法将氟化碳纳米管（F-CNTs）与不同聚合物复合,制备得到F-CNTs/聚合物可修复超疏水材料。具体工作内容如下:（1）以四（3-巯基丙酸）季戊四醇酯、甲基十二氟庚酯和甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为反应物,按照摩尔比1:3:3进行反应,通过点击化学法合成得到一种具有四支化结构的氟硅烷（T-FAS）。T-FAS中氟碳链可以提供低表面能组分,三甲氧基硅烷可作为反应位点接枝在碳纳米管表面,得到了可以长期贮存,具有疏水疏油效果的F-CNTs。（2）将F-CNTs与聚氨酯（PU）以不同比例共混,滴涂在玻璃表面,制备出F-CNTs/PU超疏水涂层。当F-CNTs含量大于45%时,水接触角达到152.0±1.2°,滚动角为7.5°。通过酸碱溶剂浸泡和等离子体循环氧化法对涂层进行化学组分破坏。结果表明,涂层在酸、碱、甲苯等溶剂中浸泡10 h或循环氧化修复7次后,均表现出显著的可修复性能。通过胶带粘附、砂纸打磨、落砂冲击等方法对涂层进行结构破坏,发现胶带粘附对超疏涂层无破坏效果,涂层仍保持超疏水性;落砂冲击破坏可经过130℃加热10 min恢复超疏水性。（3）通过热压转运法,制备得到F-CNTs/聚二甲基硅氧烷（PDMS）超疏薄膜。当F-CNTs含量为6 wt%时,水相接触角为152.3±0.4°,滚动角为4.3°。考察薄膜受到物理化学破坏后的修复性能,结果表明,酸、碱、甲苯溶剂对薄膜表面性能的影响,均可在室温条件下自行修复,恢复至超疏水状;F-CNTs/PDMS超疏薄膜经历180次弯折后,仍保持超疏水性。
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