超疏水納米二氧化硅表面的制備與性能研究.pdf

1、超疏水表面由于在自清潔技術(shù)領(lǐng)域的應用如維持高空建筑玻璃與汽車玻璃的清潔以及其他領(lǐng)域的應用如防水紡織品、涂層保護、通信天線等而備受關(guān)注。超疏水表面有自清潔的作用，能減少能源和清潔水的使用，顯著的降低化學清潔劑對環(huán)境的污染。本文研究了超疏水表面的制備方法以及其性能，提供了簡單低成本的制備自清潔表面的方法。
　　以三甲基氯硅烷(TMCS)與六甲基二硅氮烷(HMDS)為疏水劑對溶膠進行改性制備疏水薄膜。通過研究改性二氧化硅溶膠的反應條件，

2、發(fā)現(xiàn)在50℃下，反應5小時，TMCS改性硅溶膠制備得到的薄膜表面的接觸角達到最大值，為131.8°，當繼續(xù)增加反應時間及改性溫度時，由于硅醇的自聚反應，溶膠的羥基數(shù)目減少，從而減小了能引入溶膠中疏水基團的數(shù)目，故制備得到的薄膜接觸角會減小。TMCS由于位阻效應比HMDS小，同時反應機理也相對簡單，所以制備的薄膜接觸角相對較大。改性SiO2制備的薄膜的透過率在可見光范圍內(nèi)都高于80％。但是當反應時間過長，改性溫度過高時，則得不到均勻的薄膜

3、。用改性劑TMCS在二氧化硅膜表面直接進行疏水化處理，可以將薄膜的接觸角進一步提高到150°以上。用氨水溶液及鹽酸溶液對疏水表面進行腐蝕研究發(fā)現(xiàn)，鹽酸溶液對疏水性能的破壞性更大。
　　以氨水為催化劑水解正硅酸乙酯制備SiO2粉末，由于在制備過程中，納米粒徑的膠粒會自發(fā)團聚成微米的大顆粒，可以得到納米級粗糙度，微米級粒徑的納/微二元結(jié)構(gòu)的粉末，正是因為粉末具有這種特殊的結(jié)構(gòu)，沒有經(jīng)過疏水化處理的SiO2粉末表面就擁有121°的接觸角