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防腐中心在制備無氟超疏水涂層方面取得研究進展

來源:科技發展處    發布時間: 2020-08-11



   超疏水材料具有類荷葉效應,其出色的斥水性能使其在自清潔、油水分離、防污、防冰、抗粘附、防腐蝕等領域均有潛在的應用。制備超疏水材料需要高表面粗糙度和低表面能,高表面粗糙度主要通過納米粒子的組裝來實現,低表面能往往通過含氟化合物修飾納米粒子獲得。然而,含氟化合物的使用對環境有害,歐盟環境保護署已禁止使用化學結構中碳原子數超過8個的長鏈全氟化合物。因此,如何通過綠色的方法獲得無氟超疏水材料是目前本研究領域的一大挑戰。
   防腐中心研究團隊以廉價的埃洛石納米管為基本構筑單元,并在其表面生長二氧化硅納米粒子,使構筑單元同時獲得微米和納米尺度粗糙度,采用含有長鏈烷基的硅烷偶聯劑對其進行修飾獲得低表面能,最后加入硅丙乳液作為粘結劑,最終獲得了耐磨無氟超疏水涂層。經表征測試,所制備的涂層具有優異的超疏水性能和耐久性,水接觸角高達162°,滾動角為3°,并且能通過砂紙循環摩擦測試、膠帶粘附測試、耐酸測試等,同時在室外放置后測試涂層的潤濕性能表明涂層具有良好的環境耐久性。這項工作為使用天然低成本原材料、大面積制備具有良好耐久性的無氟超疏水涂層提供了新策略。研究工作發表于美國化學會旗下期刊ACS Applied Nano Materials (Hexadecyltrimethoxysilane-Modified SiO2 Nanoparticle-Coated Halloysite Nanotubes Embedded in Silicone?Acrylic Polymer Films as Durable Fluorine-Free Superhydrophobic Coatings, 2020, 3, 5807?5815)。
   上述工作得到了所基金創新人才和團隊項目的支持。

 


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