有机%2fsio2复合薄膜制备和疏水性能的研究

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1、摘要{I

2、IIIIIIIIIIIIIIIIIl—Y1974780浸润性是固体表面的一个基本性质，在工业、农业、日常生活等方面有广泛的应用。固体表面的浸润性主要受固体表面的几何结构和表面能影响，所以对浸润性的研究主要集中在构建疏水性表面的微．纳米结构和降低其化学能等。本文并利用溶胶．凝胶法制备了不同的有栅无机杂化疏水表面和疏水白炭黑，并初步研究了其在表面疏水领域的应用。具体研究内容如下：1．用硅酸乙酯(TEOS)和六甲基硅氮烷(HMDS)为原料，采用溶胶．凝胶法制备了有机／Si02杂化二氧化硅溶胶，探索了温度、加入水量、HMDS的量等影响因素对杂化溶胶性质的影响，并采用浸渍．提拉方式在

3、不同基质表面构筑了复合透明疏水表面。溶胶在玻璃表面成膜后，接触角达到1570，在可见光范围内疏水玻璃的透光性在89％以上，且具有很好的热稳定性。同时，该溶胶在纸张和金属铝箔上成膜后，表面也表现出很好的疏水性和透明性。实验无需添加额外的碱作为TEOS水解的催化剂，节约成本，而且制备的杂化溶胶具有很好的稳定性，存放一段时间后仍可以在不同基质表面成膜，得到透明的疏水表面。2．以无机铝盐砧C13为原料制备氢氧化铝溶胶。将氢氧化铝溶胶和杂化二氧化硅溶胶混合制备硅铝混合溶胶，探索了硅铝比例、混合溶胶的浓度对溶胶涂层后的疏水性的影响。用浸渍．提拉法将混合溶胶在书写纸上成膜，可以得到透明疏水表面。水

4、滴在其表面的接触角为1470，并具有较小的滚动角，将其在水中浸没5min后仍具有较好的疏水性。3．本章以廉价的硅酸钠和十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G502)为原料，采用溶胶一沉淀法制备出纺锤形疏水白炭黑。实验中先将G502在一定的pH值下水解得到预水解液。实验研究了硅酸钠溶液的浓度、G502预水解液的加入量对粒子大小的影响，结果表明不同实验条件下得到大小不同纺锤形粒子，但是纺锤形二氧化硅粒子的长短轴比例一定，并对不同条件下制备的疏水型白炭黑进行活化指数的测定，结果表明随着预水解液的增多产品的活化指数逐渐增大。有jIll,／Si02复合薄膜的制备及其疏水性能研究关键词：薄膜，杂化，溶胶

5、一凝胶法，疏水性，透明性nAbstractAbstractWettabilityisabasicpropertyofasolidsurface，whichhasbroadapplicationsinthefieldsofdailylife，industry，andagriculture，andSOorl．Usually，thewettabilityofsolidsurfacesisgovernedbytheirsurfacegeometricalstructuresandsurfacefreeenergy．Thecooperationofmicro／nanoscalehierarch

6、icalstructuresandlowerthesurfacesresultsinthehydrophobiesurface．Thisresearchpapersummarizedthedevelopmentandthebionicfabricationmethodofhydrophobicsurface．Inthisstudy，sol—gelmethodwasusedtofabricateorganosilicon／Si02hydrophobicsurfaceandmaterials．Themaincontentsaresummarized舔follows：1．Transpare

7、ntsilica／organicsiliconhybridsolwereformedusingafacile，inexpensivesol—gelmethod．Thehybridsolwaspreparedbyusinghexamethyldisilazane(HMDS)asasurfacemodifyingagentandthesourceofbasecatalystrequiredforthehydrolysisoftetraethoxysilane(TEOS)．Hydrophobiccoatingsformedondifferentsubstratesbydip-coating

8、techniquesconveniently．Theresultingsilica-basedcoatingshaveshownanopticaltransmissionoverthevisiblerangeupto89％(inreferenceto100％transmissiondefinedbyaplainglasssubstrate)andhighthermalstability．Thewatercontactangleofthefilmreache