超疏水涂层因其优异的自清洁、减阻、油水分离、防腐蚀等特性备受关注,但复杂的制备工艺和高成本限制了其在实际生产和生活中的应用。因此,开发简单高效、成本
低且稳定性好的超疏水涂层制备方法成为了重要挑战。本论文利用水解缩合、亲核取代和巯-烯点击等反应合成了两种含氟倍半硅氧烷,并以此为基础成功制备出超疏水涂层。最后研究了超疏水涂层在不同领域的应用前景。
研究内容如下:
1)通过三氟丙基三甲氧基硅烷水解缩合生成的三氟丙基倍半硅氧烷(F-SQs)和氰基丙烯酸乙酯(ECA)共混制备成涂层溶液,分别涂敷在海绵和铜箔上制备了F-SQs/ECA@PU 和F-SQs/ECA@Cu。通过FTIR、SEM、XPS 和WCA 等方法对制备涂层表面的化学组成、形貌和润湿性进行了表征。F-SQs/ECA@PU 表现出优异的超疏水性,及良好的机械和化学稳定性。此外,F-SQs/ECA@PU 表现出超过99%的油水分离效率;在防腐试验中,与原始铜箔相比,F-SQs/ECA@Cu 表现出更低的腐蚀电流密度(Icorr),证明了其优异的耐腐蚀性能。
2)以氯丙基倍半硅氧烷为起始原料,通过亲核取代反应合成了丙烯酸丙酯倍半硅氧烷(SQ-PA),随后利用紫外光诱导的巯-烯点击反应在SQ-PA 分子中引入氟元素,得到含氟倍半硅氧烷(SQ-F),将SQ-F、巯基二氧化硅(SH-SiO2)和环氧丙烯酸酯(EA)树脂共混制备成复合涂料,分别涂敷在滤纸或铜箔上制备了SQ-F/SH-SiO2/EA@FP 和SQ-F/SH-SiO2/EA@Cu,并进行了相关结构表征和性能测试。SQ-F/SH-SiO2/EA@FP 表现出优异的疏水性能,可高效的分离油水混合物;在防腐试验中,SQ-F/SH-SiO2/EA@Cu的腐蚀电流密度(Icorr)小于原始铜箔,证明了其良好的耐腐蚀性能。