自修复超疏水涂层的设计制备及防腐阻垢性能研究
编号:17
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更新:2025-03-13 15:47:32 浏览:40次
特邀报告
摘要
受“荷叶效应”启发,超疏水表面因其具有优异的疏水、自清洁、防腐、防结冰等性能引起科研人员的广泛关注。然而,虽然超疏水表面的研究取得了显著的成果,但是目前人工制备的超疏水涂层仍存在着表面结构机械强度低、低表面能物质化学稳定性差以及疏水耐久性差等问题,严重限制了超疏水涂层的实际应用。因此,如何利用简单的工艺制备出结构强健,性能稳定的超疏水表面具有重要的研究意义和价值。本报告以涂层界面强度和微观结构设计为率破点,利用溶胶—凝胶法合成EAG@SiO2(可膨胀石墨@二氧化硅)复合粒子,制备具有微结构修复能力的聚苯硫醚(PPS)/氟橡胶(FKM)/膨胀石墨@二氧化硅(EG@SiO2)涂层。EG@SiO2和FKM优异的弹性,使涂层能承受125 kPa压力下高达2000次的摩损循环,通过热处理可修复表面微观结构进而恢复超疏水性。此外,EG@SiO2的超疏水/超亲油特性,使涂层在高盐分油水乳液中形成稳定的油膜,显著降低结垢量(0.033mg/cm-2)。同时,涂层具有良好的自润滑和自洁防污性能,可避免被硅藻土或粘性泥浆污染。此外,通过乳液聚合法制备了聚脲甲醛/羟基氟硅油-二氧化硅(SiO2)微胶囊,利用喷涂法制备得到超疏水氟碳树脂/氟化乙烯丙烯共聚物/碳纳米管/微胶囊涂层。由于脲醛微胶囊的加入,涂层能自发释放低表面试剂,修复受损部位表面能。经250 g负重下摩擦1000次、7天强酸/碱浸泡、1100g沙冲击、260 k Pa水冲击后涂层仍能保持超疏水性。另外,涂层表面通过主动捕获乳液中油分子形成稳定的抗黏附油膜,取代表面脆弱气膜后可以极大降低腐蚀介质的黏附渗透,增强了超浸润涂层的防腐效果,延长了涂层的使用寿命,为实现超浸润涂层在苛刻工况下的规模化应用起到推动作用。
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