超疏水纳米二氧化硅涂层上课讲义
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通过改变涂层配方以及二氧化硅表面的不同改性，涂层的性能得到改变：疏油、疏水疏油 甚至可以抵抗一些有机溶剂
实践案例
பைடு நூலகம்
1
特种涂层应用
2
工业添加剂应用
3
防火材料应用
4
胶结剂应用
5
建材防腐蚀应用
1
超疏水（疏水）涂层应用
荷叶自洁效应
荷叶叶面上存在着非常复杂的多重 纳米和微米级的超微结构。在超高 分辨率显微镜下可以清晰地看到些 结构上长满绒毛。因此在凹陷部份 中充满着空气，这样就在紧贴叶面 上形成一层极薄，只有纳米级厚的 空气层。空气层使得在尺寸上远大 于这种超微结构的灰尘、雨水等降 落在叶面上后，只能与叶面上凸起 结构的凸顶形成点接触。同时液体 在自身的表面张力作用下收缩形成 球状。在重力作用下，液球会发生 滚动并沿途吸附灰尘直至滚出叶面
基数目大量减少。
疏水纳米二氧化硅
低表面能材料制备 和 粗糙表面建立
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料， 利用疏水纳米SiO2粒子构造粗糙度，采用喷涂工艺，在玻璃表面制备聚硅氧烷/二氧化硅杂化超疏 水涂层。（二月桂酸二丁基锡:DBTDL）
表面微观结构
这就是荷叶自洁效应。
人工仿造荷叶效应
几何粗糙表面
低表面能材料 ＆
纳米二氧化硅的表面改性
纳米二氧化硅的粒径小， 比表面积大，比表面能高，
并表面带有羟基。
呈亲水性
用巯基硅烷，乙烯基 硅烷和氨基硅烷偶联 剂对二氧化硅进行了 表面处理。分析测试 表明，用前两者处理 后粒子的疏水性增加。 纳米二氧化硅表面羟
纳米二氧化硅
常用尺寸范围15~100nm，具有许多独特的性质，如具有 对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和 耐化学性能等。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形 白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状 和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
目录
CONTENTS
不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。 （a）0；（b）0.1；（c）0.2；（d）0.3；（e）0.3；（f）0.6
接触角大于90度称为疏水性，大于150度称为超疏水性，10μL水滴
表面微观结构
纳米涂层原子力显微镜照片
完成后的涂层
基材
布料
纸巾
木材
关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层
实践案例
பைடு நூலகம்
1
特种涂层应用
2
工业添加剂应用
3
防火材料应用
4
胶结剂应用
5
建材防腐蚀应用
1
超疏水（疏水）涂层应用
荷叶自洁效应
荷叶叶面上存在着非常复杂的多重 纳米和微米级的超微结构。在超高 分辨率显微镜下可以清晰地看到些 结构上长满绒毛。因此在凹陷部份 中充满着空气，这样就在紧贴叶面 上形成一层极薄，只有纳米级厚的 空气层。空气层使得在尺寸上远大 于这种超微结构的灰尘、雨水等降 落在叶面上后，只能与叶面上凸起 结构的凸顶形成点接触。同时液体 在自身的表面张力作用下收缩形成 球状。在重力作用下，液球会发生 滚动并沿途吸附灰尘直至滚出叶面
基数目大量减少。
疏水纳米二氧化硅
低表面能材料制备 和 粗糙表面建立
以羟基硅油（H-PDMS）与正硅酸乙酯（TEOS）固化后得到的 聚硅氧烷 为低表面能材料， 利用疏水纳米SiO2粒子构造粗糙度，采用喷涂工艺，在玻璃表面制备聚硅氧烷/二氧化硅杂化超疏 水涂层。（二月桂酸二丁基锡:DBTDL）
表面微观结构
这就是荷叶自洁效应。
人工仿造荷叶效应
几何粗糙表面
低表面能材料 ＆
纳米二氧化硅的表面改性
纳米二氧化硅的粒径小， 比表面积大，比表面能高，
并表面带有羟基。
呈亲水性
用巯基硅烷，乙烯基 硅烷和氨基硅烷偶联 剂对二氧化硅进行了 表面处理。分析测试 表明，用前两者处理 后粒子的疏水性增加。 纳米二氧化硅表面羟
纳米二氧化硅
常用尺寸范围15~100nm，具有许多独特的性质，如具有 对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和 耐化学性能等。用途非常广泛。纳米级二氧化硅为无定形 白色粉末，无毒、无味、无污染，微结构为球形，呈絮状 和网状的准颗粒结构，分子式和结构式为SiO2，不溶于水。
目录
CONTENTS
不同 SiO2 与 TEOS-PDMS 质量比下杂化涂层的 SEM 照片和接触角。 （a）0；（b）0.1；（c）0.2；（d）0.3；（e）0.3；（f）0.6
接触角大于90度称为疏水性，大于150度称为超疏水性，10μL水滴
表面微观结构
纳米涂层原子力显微镜照片
完成后的涂层
基材
布料
纸巾
木材
关于涂层疏水性的拓展：双疏涂层