【摘 要】
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浸润性是固体表面的一个重要特征,是人类生活与工业生产中的重要现象,设计和制备一些具有特殊浸润性的界面材料具有重要的意义.本报告的工作主要是高分子材料的超疏水表面的
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浸润性是固体表面的一个重要特征,是人类生活与工业生产中的重要现象,设计和制备一些具有特殊浸润性的界面材料具有重要的意义.本报告的工作主要是高分子材料的超疏水表面的制备及其仿生结构的形成与控制.本工作发明了一种制备超疏水表面的方法:溶剂-非溶剂共成膜法.该制备方法易操作、不需要特殊设备、适于大规模制备且不需要添加任何低表面能物质,大大降低了超疏水性表面的制备成本,将使工业化成为一种可能.利用该方法制备出了超疏水性的聚氯乙烯膜、聚苯乙烯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜.电子扫描电镜表明这些膜表面结构都呈微米纳米相结合的类荷叶结构.它们与水的接触角都在150°以上,而且用不同的溶剂-非溶剂对,所获得的膜表面类荷叶结构有所不同,与水的接触角大小也不相同,使用多羟基的非溶剂还可以形成超亲水性能的聚氯乙烯膜.超疏水聚氯乙烯膜还具有超疏盐的作用,与酸或碱液的接触角也可以接近150°.用傅立叶红外(FT-IR)和X射线电子能谱(XPS)分析了超疏水膜表面的化学组成变化,用粉末衍射(XRD)和偏光显微镜研究了超疏水聚氯乙烯链的有序性的变化,这些表征共同说明了膜表面的类荷叶的粗糙结构是主要影响材料表面形成超疏水的因素.从超疏水的聚氯乙烯膜的热分析结果说明,溶剂-非溶剂共成膜法制备的超疏水膜的热稳定性能大大提高,玻璃化转变温度也提高,这也说明了该制备处理方法对高分子聚集态结构的影响较大.利用纳米二氧化硅粒子的印迹修饰作用,制备出三种具有不同表面结构的聚氯乙烯膜,膜的浸润性能表现为与水的接触角从103°的疏水性变为65°的亲水性,再改变至130°的疏水性.表明了纳米SiO<,2>粒子在制备聚合物膜的微米和纳米相结合的表面结构、调控膜的浸润性能可以起到很重要的作用.用溶胶-凝胶法制备出了一种新的过滤破乳材料—同时具有超亲水超亲油性能的复合玻璃纤维过滤纸材料,并用于乳液的过滤破乳.利用对比实验证实了超双亲特性的表面材料用于膜法破乳,可以有效增强膜的破乳能力.为具有特殊浸润性能的材料找到了一种新的用途.
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