基于微納壓印技術(shù)制備超疏水材料的工藝研究.pdf

1、超疏水表面因其表面具有良好的自潔凈性能，在建筑、航海、管道運輸以及日常生活等方面都有著廣泛的運用。目前大部分制備超疏水材料的方法都具有成型周期長、成型面積小，部分方法在制備過程中產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)等缺點。正是因為這些缺點的存在，限制了超疏水材料的推廣。本文中提出了三種制備具有超疏水性能表面材料的方法，并對其制備工藝進行了研究。
　　文章中介紹了采用有機硅球修飾聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面制備超疏水材料的方法。將具有低表面能性質(zhì)的有

2、機硅球密集排布在流動性能較差的PDMS表面，然后將其固化，使其表面具有良好的疏水性能。制備出的樣品表面呈現(xiàn)出微米級的復合結(jié)構(gòu)，即在大突起的表面覆蓋有小的微球結(jié)構(gòu)，使得制備出的樣品表面接近超疏水的效果。探討了PDMS在不同預熱溫度下制備出的樣品的表面疏水性能，為預熱PDMS制備樣品提供了指導。此外研究了有機汽油對制備出的樣品表面疏水性能的影響。
　　在本文中，采用類固態(tài)等溫熱壓印的生產(chǎn)工藝以過濾網(wǎng)為模板在經(jīng)過低表面能修飾的聚碳酸酯的

3、表面獲得了超疏水的效果。制備出的樣品的表面呈現(xiàn)出微納復合結(jié)構(gòu)，在過濾網(wǎng)壓痕的表面形成了納米級別的波紋狀結(jié)構(gòu)，這樣的復合結(jié)構(gòu)大大提高了固體表面的粗糙度，減小了表面固體相分數(shù)的占有率，對高分子材料表面的疏水性能有顯著的提高。采用類固態(tài)等溫熱壓印的工藝較之傳統(tǒng)的制備超疏水的工藝，大大縮短了生產(chǎn)周期，使得單片樣品的生產(chǎn)周期控制在短短幾分鐘內(nèi)。探討了不同的熱壓印工藝對制備出的樣品表面疏水性能的影響，得到了最佳的類固態(tài)等溫熱壓印聚碳酸酯制備出超疏水

4、表面的工藝條件。研究了聚合物表面氟含量對其表面潤濕性能的影響。對制備出的樣品表面疏水性能的耐摩擦性能進行了分析。
　　本文對聚碳酸酯在類固態(tài)等溫熱壓印過程中的填充行為進行了有限元分析。對熱壓溫度、熱壓時間、熱壓壓力等工藝因素對聚碳酸酯在類固態(tài)等溫熱壓中的成型影響進行了分析。獲得的有限元分析結(jié)構(gòu)與實驗結(jié)果相似，為聚碳酸酯的類固態(tài)等溫熱壓印工藝提供了指導。
　　本文以PDMS為模板，采用紫外納米壓印技術(shù)，大大提高了聚合物表面性能