双级微结构上二氧化硅粒子对微注压成型PP表面润湿特性的影响

作     者：陈安伏 黄汉雄 An-fu Chen;Han-xiong Huang

作者机构：华南理工大学塑料橡胶装备及智能化研究中心广州510640 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2016年第26卷第6期

页      面：791-796页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(基金号51533003) 高等学校博士学科点专项科研基金(基金号20120172110001)资助项目 

主　　题：多层次微结构 润湿特性 聚丙烯 二氧化硅纳米粒子 微注射压缩成型 

摘      要：提出一种柔性复制法,采用微注射压缩(μ-ICM)成型具有微拓扑结构的仿生聚丙烯(PP)表面.通过复制模板上的双级微结构,所成型的PP材料表面上呈现具有锥形顶面的双级微结构,即微棱和高纵横比的微锥体.由于微锥体之间的间隙较大,水滴浸润其间隙的上方,这使该表面呈现中等黏附的超疏水特性.在μ-ICM过程中,涂覆在模板上的二氧化硅纳米粒子(SNPs)被转移到熔体中,并牢牢附着于微结构表层,赋予其表面亚微米或微米粗糙度,形成多层次微结构.在附着有亲水SNPs的微结构上,高表面自由能使水滴完全浸润微锥体之间的间隙,表面的水接触角为161.9°、滚动角大于90°,呈现极高黏附的超疏水特性(花瓣效应);在附着有疏水SNPs的微结构上,水滴受疏水SNPs的排斥而减弱与表面之间的黏附作用,表面的水接触角为163.5°、滚动角为3.5°,呈现极低黏附的超疏水特性(荷叶效应).