摘要: 受自然界启发所制备的超疏水涂层因其特殊的非浸润性在自清洁、油水分离、抗菌、金属防腐等领域得到广泛应用。近些年，随着对超疏水涂层研究的深入，越来越多的技术被应用到超疏水涂层的制备，然而稳定性差等问题仍然存在，严重影响实际生活中的应用... 展开 受自然界启发所制备的超疏水涂层因其特殊的非浸润性在自清洁、油水分离、抗菌、金属防腐等领域得到广泛应用。近些年，随着对超疏水涂层研究的深入，越来越多的技术被应用到超疏水涂层的制备，然而稳定性差等问题仍然存在，严重影响实际生活中的应用。中空介孔纳米二氧化硅(HMSNs)具有高比表面积，空腔和表面易改性的优点，可以表面接枝和内部储存低表面能物质，本文将其应用到超疏水涂层的制备得到一系列稳定性好且具备特殊功能的超疏水涂层，具体工作和结论如下: 1.采用自模板法合成一种具有中空结构的介孔纳米二氧化硅，通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)确定其中空结构;通过氮气吸脱附测试证明其具有介孔结构，比表面积为773.34m2/g;通过Nano Measurer软件和纳米粒度电位仪统计其粒径，约为350nm。采用真空法对HMSNs进行氟化疏水性和抗菌性修饰，分别得到F-HMSNs和Q-HMSNs两种改性颗粒，通过红外光谱、XPS谱、热重分析等测试证明F-HMSNs和Q-HMSNs改性成功，同时也对疏水性和抗菌性物质改性量进行了定量计算。 2.利用氟烷基链的热迁移特性，将1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(FAS-13)改性的中空介孔纳米二氧化硅(F-HMSNs)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)共混,通过喷涂法制备出适用于多种基材的自修复超疏水涂层。通过涂层制备条件得探索，确定涂层中F-HMSNs的含量为20％时效果最佳，此时涂层的水接触角为156.8°，滚动角为4.5°;通过一系列测试证明涂层具有优异的自清洁、耐化学腐蚀和机械性能。涂层在经受O2等离子体破坏后，表面由超疏水状态变为超亲水状态，但是经过100℃加热30min后能恢复其超疏水性能，并且在15次循环后仍能恢复，具有很好的自修复能力。 3.将F-HMSNs和Q-HMSNs进行复配，以PDMS为粘合剂，通过浸涂法制备了抗菌超疏水织物。通过涂层制备条件探索，确定F-HMSNs和Q-HMSNs添加量的比例为4 ∶2时，抗菌超疏水织物的性能最好，此时织物的水接触角为154.3°、滚动角为4.58°，对大肠杆菌和黄金葡萄球菌的抑菌率分别为99.98％和99.52％。同时抗菌织物具有优异的防沾污性、耐化学腐蚀性和普适性。此外，透气透湿测试证明，抗菌织物不影响正常使用;耐洗性测试发现,在经过30次洗涤之后,抗菌超疏水织物的水接触角仍大于150°,滚动角小于10°，且对大肠杆菌和黄金葡萄球菌的抑菌率也都大于90％,具有良好的耐洗性。 4.将传统防腐涂层与超疏水涂层相结合在6061铝合金上制备具有优异防腐蚀能力的SiO2/F-HMSNs@EP涂层，该涂层由底部SiO2@EP涂层和顶部F-HMSNs@EP涂层组成。通过制备条件的探索，确定超疏水SiO2/F-HMSNs@EP涂层制备的最佳方案为底部SiO2@EP涂层中20-30nmSiO2的含量为2％,喷涂量为2mL;顶部F-HMSNs@EP中F-HMSNs含量为30％,喷涂量为2mL,此时涂层的水接触角为152.5°,滚动角为6.4°。通过一系列测试表明超疏水涂层具有良好的耐酸碱性、机械耐磨性。电化学测试表明超疏水涂层对铝合金的保护效率达到98.81％,并且在3.5wt％NaCl溶液中浸泡5天后，对铝合金的保护效率仍能达到95％,仍具有优异的防腐蚀性能。 收起