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防腐中心在制备无氟超疏水涂层方面取得研究进展

来源:科技发展处    更新时间:2020-08-11


   超疏水材料具有类荷叶效应,其出色的斥水性能使其在自清洁、油水分离、防污、防冰、抗粘附、防腐蚀等领域均有潜在的应用。制备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过纳米粒子的组装来实现,低表面能往往通过含氟化合物修饰纳米粒子获得。然而,含氟化合物的使用对环境有害,欧盟环境保护署已禁止使用化学结构中碳原子数超过8个的长链全氟化合物。因此,如何通过绿色的方法获得无氟超疏水材料是目前本研究领域的一大挑战。
   防腐中心研究团队以廉价的埃洛石纳米管为基本构筑单元,并在其表面生长二氧化硅纳米粒子,使构筑单元同时获得微米和纳米尺度粗糙度,采用含有长链烷基的硅烷偶联剂对其进行修饰获得低表面能,最后加入硅丙乳液作为粘结剂,最终获得了耐磨无氟超疏水涂层。经表征测试,所制备的涂层具有优异的超疏水性能和耐久性,水接触角高达162°,滚动角为3°,并且能通过砂纸循环摩擦测试、胶带粘附测试、耐酸测试等,同时在室外放置后测试涂层的润湿性能表明涂层具有良好的环境耐久性。这项工作为使用天然低成本原材料、大面积制备具有良好耐久性的无氟超疏水涂层提供了新策略。研究工作发表于美国化学会旗下期刊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创新人才和团队项目的支持。

 


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