PMMA-SiO2、环氧树脂-SiO2复合超疏水薄膜的制备及浸润性研究

论文摘要

采用一种简单的方法成功制备出了具有微/纳阶层结构的聚合物超疏水复合薄膜,这种方法不需要修饰低表面能的物质,能够广泛应用到其它聚合物体系中。选用亲水性的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和环氧树脂作为基体,通过引入疏水性纳米SiO2达到疏水甚至超疏水状态。主要研究内容和结果如下:1.采用工程塑料PMMA作为基体,制备了PMMA-SiO2复合超疏水薄膜;分析了薄膜表面的浸润性,考察了聚合物浓度和纳米SiO2含量对其接触角的影响;采用扫描电镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了复合薄膜的微观形貌和化学状态。结果表明,通过调节聚合物浓度和纳米SiO2的含量可使亲水性的PMMA转变为超疏水的PMMA-SiO2纳米复合薄膜。微米/纳米二元阶层结构和疏水性纳米SiO2的引入是决定复合薄膜超疏水性能的主要因素;制备的PMMA-SiO2超疏水复合薄膜的水接触角高达163o。2.选用粘结性能优良的环氧树脂作为原料,制备了与基底有较好结合力的环氧树脂-SiO2超疏水复合薄膜,考察了复合薄膜的微观形貌和浸润性;采用UMT-2型多功能微摩擦仪评价了环氧树脂-SiO2复合薄膜的摩擦磨损性能,初步探讨了其磨损机理。结果表明,通过合理调控环氧树脂-SiO2复合薄膜的组成可以达到超疏水状态,相应的水接触角达160o。与此同时,环氧树脂-SiO2复合薄膜的摩擦系数比环氧树脂的更低;并且随着接触角增大其摩擦系数减小。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 自然界中的超疏水现象
• 1.2 超疏水表面的量化表征
• 1.2.1 接触角
• 1.2.2 滚动角
• 1.2.3 前进角、后退角与接触角滞后
• 1.3 仿生超疏水表面的制备方法
• 1.3.1 模板法
• 1.3.2 溶胶-凝胶法
• 1.3.3 刻蚀法
• 1.3.4 层层组装法
• 1.3.5 电纺丝法
• 1.3.6 电化学法
• 1.3.7 湿化学法
• 1.4 聚合物超疏水表面
• 1.4.1 相分离法
• 1.4.2 有机-无机杂化
• 1.5 目前存在的主要问题
• 1.6 选题依据及研究思想
• 参考文献
• 2纳米复合超疏水薄膜的制备及其性能表征'>第二章 PMMA-SiO₂纳米复合超疏水薄膜的制备及其性能表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料和仪器
• 2.1.2 实验步骤
• 2.1.3 仪器表征
• 2.2 结果与讨论
• 2含量对PMMA-SiO₂ 复合薄膜接触角的影响'>2.2.1 SiO₂含量对PMMA-SiO₂复合薄膜接触角的影响
• 2.2.2 超疏水复合薄膜的形貌分析
• 2.2.3 超疏水复合薄膜浸润性分析
• 2.2.4 表面化学组成分析
• 2.3 本章小结
• 参考文献
• 2超疏水环氧树脂薄膜的制备及其摩擦学行为研究'>第三章 掺杂纳米SiO₂超疏水环氧树脂薄膜的制备及其摩擦学行为研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料和仪器
• 3.1.2 实验步骤
• 3.1.3 仪器表征
• 3.2 结果与讨论
• 2 复合薄膜的接触角变化规律'>3.2.1 环氧树脂-SiO₂复合薄膜的接触角变化规律
• 2 复合薄膜的形貌分析'>3.2.2 2%环氧树脂-SiO₂复合薄膜的形貌分析
• 2 复合薄膜的浸润性分析'>3.2.3 2%环氧树脂-SiO₂复合薄膜的浸润性分析
• 2 复合薄膜的摩擦学性能分析'>3.2.4 12%环氧树脂-SiO₂复合薄膜的摩擦学性能分析
• 3.3 本章小结
• 参考文献
• 第四章 结论
• 硕士期间发表及完成论文
• 致谢