一种用于制备具有自修复功能的超疏水、超疏油水基表面整理技术

高分子科学前沿 · 公众号 · 化学 · 2017-03-24 16:17

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超疏水、超疏油（即“超双疏”）表面具有自清洁、抗腐蚀、抗污染、和超级防护等功能，在日常生活、环境保护、工业生产、医疗、军事等方面有广泛的应用前景。近年来，超双疏表面整理技术发展迅速，其中溶液涂布方法得到了广泛的青睐。然而，现有的超双疏涂布技术绝大多数采用有机溶液体系，在生产过程中不仅有环境污染和安全隐患等问题，而且增加了制备成本。用水基涂料来制备性能稳定、牢固好的超双疏表面一直是一个技术难题。

最近，澳大利亚迪肯大学（Deakin University）林童教授团队报道了一种用水基涂料来制备超双疏表面的方法。该团队将一种含氟表面活性剂、疏水纳米颗粒和含氟硅烷耦合剂共同分散于水中，制备出了稳定的三元分散液。然后采用简单的浸渍或喷涂方法，将这种水基分散液涂布于基材表面，经过烘干处理，使基材表面呈现优秀的超双疏性能。他们测试了纺织品、塑料泡沫、木材、玻璃、和金属等基材。经过处理之后的基材对水，植物油、矿物油、十六烷等液体的接触角均在150°以上。所制备的超双疏涂层具有很好的耐磨和耐洗牢度，在反复上千次的物理磨损和上百次的标准洗涤之后，能依然保持超双疏性能。而且涂层表面具有很强的耐化学腐蚀性，可抵抗强酸、强碱侵蚀。另外，该涂层还具有一种神奇的自修复功能，在受到物理或化学破坏之后，可以通过短暂的加热来回复其超双疏性能。详细结果参见近期发表在《Advanced Functional Materials》的文章（DOI: 10.1002/adfm.201604261）。