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超疏水膜层在自清洁、抗冰、防腐蚀、油水分离等领域有广泛的应用,构筑超疏水膜层的两个重要因素为表面粗糙结构的构造和低表面能化学物质的修饰。聚苯并噁嗪作为一种新型低表面能材料,具有灵活的分子设计性、良好的热稳定性、成本低廉的原料等优点,可以替代常规的低表面能物质-含氟化合物。本文合成不同结构的苯并噁嗪单体并制备出聚苯并噁嗪基超疏水膜层,考察此超疏水膜层的多项性能。 首先,以烯丙基苯酚、多聚甲醛、苯胺为原料合成烯丙基型苯并噁嗪单体(P-alp),采用旋涂和热固化法制备出PPalp/SiO2超疏水膜层。通过接触角测试仪考察了膜层表面自由能的变化和超疏水膜层的性能,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)探究聚苯并噁嗪(PPalp)膜层固化过程中的氢键网络变化。结果表明,随着固化时间的增加膜层表面自由能先降低后增加,200℃下固化2h时所对应的表面自由能最低为14.6mJ/m2。PPalp/SiO2超疏水膜层的水静态接触角最大为161±1°,膜层表面对水滴具有高粘附力,呈现“玫瑰花效应”。 然后,以苯酚、甲醛溶液、十二胺合成长链烷烃型苯并噁嗪单体(P-da),采用旋涂和热固化法制备出PPda/SiO2超疏水膜层。通过FT-IR和核磁共振氢谱(1H NMR)对P-da进行表征,考察纳米粒子的相对含量、高低温处理、酸碱溶液、紫外光照等条件对表面润湿性能的影响。结果表明,PPda/SiO2超疏水膜层的水静态接触角最大为167±2°,滚动角最小为5°,呈现“荷叶效应”并具有自清洁性能。在-25℃下,水滴在PPda/SiO220超疏水膜层涂覆的玻璃上平均结冰时间为386±5s,具有延缓结冰性能。此外,该超疏水膜层具有耐紫外光照、耐酸碱、耐高温、耐低温的特性。 最后,以生物基酚类化合物腰果酚、多聚甲醛、苯胺为原料合成腰果酚型苯并噁嗪单体(C-a),采用旋涂和热固化法制备腰果酚型聚苯并噁嗪PCa/SiO2超疏水膜层。通过FT-IR、1HNMR对C-a进行表征,并对PCa/SiO2膜层的超疏水性能进行研究。结果表明,PCa/SiO230膜层的水接触角为166±4°,滚动角为6°,呈现出“荷叶效应”,而PCa/SiO270膜层的水接触角为151±3°,呈现出“玫瑰花效应”。该超疏水膜层具有良好的热稳定性和抗紫外性能。