pvc膜纳米sio_2超疏水表面的构建及其性能研究

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1、浙江理工大学硕士学位论文PVC膜/纳米SiO2超疏水表面的构建及其性能研究PVC膜/纳米SiO2超疏水表面的构建及其性能研究摘要在近年举办的各种大型世界性盛会中，膜结构建筑愈加表现出了其在临时性大型场馆中的优越性，推进了其在更广泛领域的应用。PVC膜材凭借成本低廉的优势占据着较大的市场份额，但随着膜结构在永久性建筑中的投入使用，PVC膜材表面的不易清洁和长时间暴露在大气中易沾污等缺陷受到了越来越多的关注，也限制了其发展。自清洁概念的提出解决了大型建筑外墙难以清洁的难题，随着“荷叶”效应研究的深入发展，最终研究开发了较完备的

2、超疏水自清洁表面，但由于繁琐的实验操作和昂贵的设备成本使得大多制备超疏水表面的技术停留在实验室阶段。结合PVC膜材的特性，研究发现采用纳米粒子在PVC表面构建粗糙结构是一种简单有效制备超疏水表面的方法，而纳米二氧化硅的制备及改性技术已趋于完善，所以，本课题研究中采用纳米二氧化硅在PVC膜材表面构建超疏水表面。本课题研究中，主要采用FE-SEM、TEM对最终粒子外形进行分析，探讨了酸碱环境对TEOS水解及SiO2粒子成形的影响，稳定制备了指定大小的球形单分散SiO2粒子，平均粒径分别为500nm、200nm和80nm，并通过

3、浸涂在玻璃表面成膜，得到不同粗糙表面，发现粒径大小越小，成膜越紧密，表面粗糙度越高；在TEOS水解过程中添加PAA制备得到了PAA/SiO2核壳粒子，通过FE-SEM、TEM、傅里叶红外、Ｘ射线衍射、TG对核壳粒子进行分析，确定了核壳粒子的核心和壳层，并通过改变试剂用量对粒子核壳结构进行调控，使用核壳粒子在玻璃表面涂膜并对比分析水接触角，发现核壳粒子涂膜表现出比普通粒子涂膜更好的疏水性；使用KH570对粒子进行改性，主要采用IR对改性前后粒子的吸收光谱进行对比，确定成功改性，采用改性前后粒子分别在玻璃表面和PVC膜材表面涂

4、膜并对比分析水接触角发现，改性粒子在玻璃表面涂膜后的疏水性比在PVC膜材表面的疏水性好；采用不同粒子分别在玻璃表面和PVC建筑膜材料表面单层及多层浸涂成膜，观测水接触角并进行分析，最终发现采用改性的核壳粒子在玻璃表面单层涂膜最高能得到156°的水接触角，采用未改性的核壳粒子在PVC膜材表面双层涂膜最高能得到152°的水接触角。关键词：PVC建筑膜材料，粗糙表面，纳米二氧化硅，PAA/SiO2核壳粒子，水接触角I浙江理工大学硕士学位论文PVC膜/纳米SiO2超疏水表面的构建及其性能研究ConstructionandPrope

5、rtiesResearchontheSuper-hydrophobicSurfacesofPVCMembrane/Nano-SiO2ParticlesAbstractInavarietyoflargeglobaleventheldinrecentyears,membranestructureshowingitssuperiorityintemporarylargevenuesincreasingly,andpromoteditsusageinawiderarea.PVCmembraneoccupiedalargermark

6、etsharebytheadvantageoflow-cost,butwhenthemembranestructurewasusedinthepermanentconstruction,hardtocleanandeasygettingdirtywhilethePVCmembraneexposedtotheatmosphericcontaminationlimitsitsdevelopment.Thepropositionofself-cleaningsolvedthemajorproblemofcleaningthebu

7、ilding'sexterior,alongwiththedevelopmentofin-depthstudyonthe"lotuseffects",eventuallydevelopedacomprehensivestudyofsuperhydrophobicself-cleaningsurfaces,butthecumbersomeexperimentaloperationandexpensiveequipmentmademostofthetechniqueremainedinthelaboratorystage.Co

8、nsideringthecharacteristicsofPVCarchitecturalmembranematerials,thestudyfoundbuildingroughstructureonthesurfaceofPVCbyusingnanoparticlesisasimpleandeffec