新型亲水疏油型自清洁表面的构筑与机理研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁万强 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-30 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 乌学东 |
| 关键词 | 润湿 接触角 亲水疏油 易清洁 |
| 中文摘要 | 近年来，易清洁表面引起了人们的广泛关注，它在工业生产及生物医用领域都有 着极其广阔的应用前景。但目前较为常见的两大类自清洁材料均存在着各自无法回避 的缺陷，钛基超亲水类表面必须在紫外光照条件下才能实现自清洁功能，而超疏类自 清洁材料又由于自身制备工艺复杂，耐候性差等原因迟迟无法大规模推广。因此，研 究和开发具有特殊表面润湿性能的新型自清洁材料对加深表面现象认识、扩展材料应 用范围及提高材料应用性能均起到重要的作用。 本文正是从这一问题出发，提出一种全新的亲水疏油型易清洁机理，利用水分子 与表面分子亲水基团的强氢键作用释放出能量，降低水/固界面吉布斯自由能，使得 水分子在表面上的润湿过程成为热力学自发可行过程。通过对表面润湿热力学设计这 一方法，可以使得水/固界面取代油/固界面这一过程得以自发进行。基于这一思路设 计出“上疏下亲”表面分子结构，并研究其特殊的润湿机理，希望为今后特殊润湿性能 涂层给出了理论指导意义和实践参考意义。 论文首先通过自组装方式在金属铝表面组装上一层亲水性单分子聚乙二醇薄膜。 利用接触角、X 射线光电子能谱、原子力显微镜、椭偏仪等对改性表面进行表征，发 现采用自组装方法在金属铝表面接枝上一层单分子层聚乙二醇薄膜后，表面的亲水性 能大为提高。但是单纯的亲水性表面尚无法有效防止油类等低表面能类物质的污染， 因此选用氟化改性亲水表面的方法，用以解决上述问题。 利用四氟化碳等离子体将有机亲水表面进行一系列的氟化处理之后，成功制备了 一种新型亲水疏油易清洁表面。利用接触角与X 射线光电子能谱对表面进行表征， 详细分析了新型亲水疏油易清洁表面的特殊润湿性能，并提出了“上疏下亲”润湿机 理，并进行了初步验证。 最后，选用了一种特殊的含氟亲水性齐聚物Rf-PEG，制备了“上疏下亲”型易清 洁功能涂层，该涂层不但具有优异的表面润湿性能，同时还具有良好的表面防雾的功 能。结合接触角对表面进行润湿性能表征，进一步深入验证新型亲水疏油易清洁表面 特殊的“上疏下亲”润湿形成机理。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-07-21 |
| 源URL | [http://ir.nimte.ac.cn/handle/174433/530]  |
| 专题 | 宁波材料技术与工程研究所_硕/博士论文成果 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁万强. 新型亲水疏油型自清洁表面的构筑与机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：宁波材料技术与工程研究所
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