导电聚合物超疏水表面的制备及其性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 周晓燕 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2014-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 张招柱 |
| 关键词 | 超疏水 表面粗糙结构 低表面能 导电聚合物 多功能化 Superhydrophobicity Surface rough structure Low surface free energy Conductive polymer Multifunctional |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 超疏水表面因其在自清洁、抗污染、微流体和防结冰等方面的应用前景而受到人们的广泛关注，已经成为近年来表面功能材料研究的热点。人工制备超疏水表面的关键是构筑粗糙结构和降低表面能。随着超疏水表面制备及应用研究的深入，对其表面性能也有了更多的要求。开发多功能及智能化的超疏水表面，实现超疏水材料工业化生产将成为今后研究的热点与难点。本论文在现有相关文献的基础上，分析了目前超疏水表面在制备和应用过程中存在的问题，研究了导电聚合物复合材料的超疏水性及其影响因素，并考察了材料多功能化在实际中的应用，取得了以下主要成果： 1. 利用氧化聚合的方法制备了全氟辛酸掺杂的聚苯胺，经喷涂得到超疏水薄膜，通过强碱去掺杂和低表面能酸的重新掺杂，在该表面实现了由超疏水到超亲水的可逆转变，并对润湿性转变的影响因素和控制机理进行了研究。利用硬脂酸掺杂、吡咯氧化聚合生成聚吡咯，喷涂所得的超疏水表面具有氨气响应的超疏水/超亲水转换功能。利用简单氧化聚合法制备的聚邻甲苯胺无需低表面能材料修饰就能获得超疏水表面，该法适用于多种基体且具有较好的耐受性与稳定性，在紫外光和电流的刺激下表面还能发生超疏水/超亲水的可逆转变。 2. 利用苯胺的原位聚合在棉纤织物上构筑了具有特殊润湿性的表面，该表面对多种具有低表面张力的液体都表现出超疏油的效果，通过聚苯胺的去掺杂/掺杂过程能够有效控制织物表面自由能的变化，进而实现对多种液体润湿性的可逆调控。利用等离子体和加热处理的方法，使聚邻甲苯胺涂层表面实现了空气介质中的超疏水/超亲水转换以及水介质(纯水、酸性水溶液、碱性水溶液和海水)中的超亲油/超疏油转换，该涂层应用于棉纤织物还可以有选择地进行油水分离。 3. 利用聚苯胺和低表面能酸混合喷涂的方法，制备了具有自修复功能的超疏水纳米复合涂层，探讨了涂层超疏水性的自修复机理，并研究了该过程的影响因素。利用聚邻甲苯胺与碳纳米管复合并喷涂于基体上构筑了微纳米多级粗糙结构，经全氟硅烷修饰后，获得稳定的超双疏复合涂层，通过等离子体处理，表面超双疏性质受损转变为超双亲，加热处理后表面只有超疏水能力恢复，而重新氟化后表面的超疏水和超疏油性能都可以得到修复。 4. 利用化学气相沉积的方法在棉纤织物和聚氨酯海绵上沉积导电聚合物的薄膜，结合低表面能材料，得到了超疏水-超亲油的表面，考察了反应条件对表面润湿性能的影响，并对其在油水分离过程中的表面润湿性、分离效率以及可循环性、耐久性进行了评估。利用简单的共沉淀法制备了超疏水-超亲油的纳米磁性Fe3O4粉末，考察了粉末表面结构和成分与润湿性能的关系，研究了其在透明涂层、自清洁、微流体输运以及油水分离等领域的性能和应用。 |
| 学科主题 | 材料科学与物理化学 |
| 公开日期 | 2014-11-25 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/6793]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 周晓燕. 导电聚合物超疏水表面的制备及其性能研究[D]. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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