超疏水涂層以其在防腐蝕、油水分離、防霧、抗冰等方面的廣泛應(yīng)用和獨特的自清潔性能備受科學(xué)家的關(guān)注。如何將超疏水表面廣泛應(yīng)用于室外,增強超疏水涂層的機械強度、耐磨性、耐久性及其與基底的結(jié)合力成為當前研究中的重點。本文針對目前超疏水涂層制備過程中存在的工藝復(fù)雜、成本高以及耐磨性差、耐久性差、與基底結(jié)合力差等問題,進行了大量有益探索。設(shè)計了一種Cu表面上生成CuO來構(gòu)建Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的方案。在堿性溶液中,通過簡單的液-固一步反應(yīng)將Cu氧化,成功獲得了Cu-CuO多級微納“花”狀結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是由厚度在200~300 nm的納米片組成的直徑在1.5~2μm的微米花。該花狀Cu-CuO微納結(jié)構(gòu)尺寸均勻、顆粒之間有效接觸面積小,可以實現(xiàn)對銅顆粒的有效分散。設(shè)計并制備了一種Cu基超疏水涂層。利用Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)來提供該超疏水涂層的粗糙度,并采用A、B型丙烯酸酯作為粘接劑,克服了單層膠對涂層表面粗糙結(jié)構(gòu)的包覆,提高了涂層的耐磨性及其與基底的結(jié)合力,獲得了牢固的超疏水涂層。該涂層對水的接觸角達到158°,滾動角達到3°。涂層硬度大約為6 B,該表面在1.282 KPa的壓力下磨損3000 ... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 材料表面的潤濕性能
        1.1.1 浸潤性基本理論
        1.1.2 表面自由能
        1.1.3 親水與疏水表面新界限
    1.2 具有特殊潤濕性能的表面
        1.2.1 超疏水表面
        1.2.2 超親水/超疏油表面
        1.2.3 超雙疏表面
    1.3 具有特殊潤濕性能的表面的制備方法
        1.3.1 等離子體聚合
        1.3.2 模板法
        1.3.3 刻蝕法
        1.3.4 靜電紡絲法
        1.3.5 電化學(xué)方法
        1.3.6 氣相沉積
        1.3.7 溶膠凝膠法
        1.3.8 自組裝法
        1.3.9 層層自組裝法
        1.3.10 其他方法
    1.4 本論文的選題背景及研究內(nèi)容
        1.4.1 選題背景
        1.4.2 本文的研究內(nèi)容
第二章 Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制備
    2.1 實驗試劑與儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 研磨分散多級尺寸Cu粉顆粒
        2.2.1 實驗流程
        2.2.2 樣品表征
    2.3 球磨分散多級尺寸Cu粉顆粒
        2.3.1 實驗流程
        2.3.2 樣品表征
    2.4 Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    2.5 Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的制備
        2.5.1 一步溶液法制備Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)
        2.5.2 Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的形貌控制
        2.5.3 Cu-CuO多級微納結(jié)構(gòu)的生長機理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 Cu基超疏水涂層的設(shè)計制備及其性能研究
    3.1 實驗試劑與儀器
        3.1.1 實驗試劑
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 Cu基超疏水涂層的設(shè)計
    3.3 Cu基超疏水涂層的制備
        3.3.1 Cu-CuO微納復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備
        3.3.2 Cu基超疏水涂層的制備
    3.4 Cu基超疏水涂層的性能測試
        3.4.1 樣品表征
        3.4.2 性能測試
    3.5 實驗結(jié)果與討論
        3.5.1 涂層的疏水性
        3.5.2 涂層的硬度
        3.5.3 涂層的附著力
        3.5.4 涂層的耐磨性
        3.5.5 涂層的耐水性
        3.5.6 涂層的耐腐蝕性
        3.5.7 涂層的耐候性
        3.5.8 涂層的自清潔性能
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Cu基超疏水涂層的應(yīng)用
    4.1 實驗試劑與儀器
        4.1.1 實驗試劑
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 Cu基超疏水涂層在不同基底上的應(yīng)用
        4.2.1 Cu基超疏水涂層在鐵基底上的應(yīng)用
        4.2.2 Cu基超疏水涂層在鋁基底上的應(yīng)用
        4.2.3 Cu基超疏水涂層在不銹鋼基底上的應(yīng)用
        4.2.4 Cu基超疏水涂層在紙上的應(yīng)用
    4.3 不同顏色Cu基超疏水涂層的制備及疏水性能測試
        4.3.1 粉色Cu基超疏水涂層的制備及疏水性能測試
        4.3.2 灰色Cu基超疏水涂層的制備及疏水性能測試
        4.3.3 綠色Cu基超疏水涂層的制備及疏水性能測試
        4.3.4 紅色Cu基超疏水涂層的制備及疏水性能測試
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]仿生水下超疏油表面[J]. 薛眾鑫,江雷.  高分子學(xué)報. 2012(10)
[2]納米CuO:不同形貌的制備及對高氯酸銨熱分解催化性能[J]. 衡秋麗,肖峰,駱建敏,孫慶軍,王吉德,宿新泰.  無機化學(xué)學(xué)報. 2009(02)
[3]納米顆粒團聚的原因及解決措施[J]. 袁文俊,周勇敏.  材料導(dǎo)報. 2008(S3)
[4]納米粉體制備過程中粒子的團聚及控制方法研究[J]. 郝順利,王新,崔銀芳,王永明.  人工晶體學(xué)報. 2006(02)
[5]納米CuO的形貌控制合成及其性能研究[J]. 朱俊武,張維光,王恒志,楊緒杰,陸路德,汪信.  無機化學(xué)學(xué)報. 2004(07)

碩士論文
[1]具有超疏水/水下超疏油不同浸潤性金屬表面的制備及應(yīng)用[D]. 劉魯艷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號：3711624