镜片防雾研究

镜片防雾研究

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赵子媛阿依谢战立杰龚建孙维

What？

当材料的表面温度达到周围水蒸气的露点温度时，水蒸气会冷凝形成小水珠，每个小水珠都会使光线发生折射和反射，导致透光率显著降低。这便是我们通常说的雾化。

雾化条件 一定的湿度和温差 材料的润湿性质

防止雾化

安装加热或超声装置，使水雾难以凝结或迅速蒸发

从改变材料表面性能出发，改变基材表面的化学成分或表面结构，从而改变表面的润湿性质

材料改性防雾 亲水性防雾

疏水性防雾

亲水性防雾

亲水基团与水分子结合，使接触角趋于0°时，水蒸气在基材表面凝聚时会高度铺展,形成均匀的水膜,消除了光线的漫反射, 从而达到防雾效果。

a.表面活性剂直接涂覆法

用洗洁精、肥皂水等涂抹镜片，可防止镜片起雾。洗涤用品中含有表面活性剂，其分子结构中都具有亲水的和疏水的两种基团．

防雾剂其主要成分就是表面活性剂，常用的表面活性剂有烷基苯磺酸、烷基内胺盐、丙胺酸、脂肪酸甘油酯、脂肪烷醚磺酸盐。

缺点：不耐擦拭，不耐溶剂，容易随着

水膜流失，防雾寿命短

通过蒸汽加压或喷涂的方式使防雾膜附在玻璃表面成为玻璃的一部分。由于此类防雾膜具有良好的耐磨损、耐擦伤、耐溶剂性，因此防雾效力持久。

在玻璃还未成型时将玻璃防雾剂加入液态的玻璃，使它充分溶于玻璃中，并与玻璃一同成型，达到防雾的目的。

缺点：玻璃加工成型温度较高，而表面活性剂的热稳定性不好，

两者难以混炼。

c.高分子材料涂覆法

将含有大量亲水性基团（—OH、

—COOH、—NH2等）的高分子聚合物涂覆在镜片表面。有时为了增强涂膜的机械强度,可在均聚物或共聚物中加入少量多官能团的交联剂使之交联成网络结构的防雾薄膜，从而提高涂膜表面的防雾性、耐磨损、耐擦伤和耐溶剂性。

优点：防雾效果好、效力长、机械性能好、较为耐擦、耐磨、耐溶剂，合成树脂的种类繁多，原料易得，因而被广泛使用。

疏水性防雾

使基材表面高度疏水化提高基材表面对水的接触角，使水滴滑落。疏水性分子中含有大量低表面能的硅、氟等原子基团，它能极大地降低材料的表面能，使其对水的接触角达到100°～120°，使水滴更易滑落,以达到防雾效果。

a.物理吸附膜

依靠范德华力作用把油脂、氟化碳类物质(如全氟化脂肪酸及脂肪醇等)、石油及其制品(如环烷酸等)吸附在基材的表面。

优点：疏水效果好。

缺点：不耐磨损，不耐溶剂，涂敷于透明基材表面会严重影响

基材的透明性。

b.化学吸附膜

化学吸附膜主要是通过化学键结合癸基三甲氧基硅烷等有机硅烷，在基材表面形成永久性、牢固的透明憎水膜。对于玻璃和镜面讲，硅树脂类物质是一种经济有效的防雾涂料，其可作为汽车玻璃的防雾剂使用，在阴雨多雾的季节特别有效。

缺点：含F、Si的高分子树脂加工成膜困难，生产工

艺要求高，价格昂贵。

c.人造复眼结构表面

Gao等通过软刻蚀(softlithography)的方法,模仿蚊子复眼结构,制备出超疏水防雾表面（如图右）。该表面与水滴的接触角达到155°,滚动角大约为15°。此外, 这种结构也能降低空气中灰尘与表面的黏附力,可以通过凝结的露珠滚落达到自清洁的效果。

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