透明自修复疏油涂层的制备及性能研究

作     者：许富昌 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李洋

授予年度：2019年

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] 

主      题：自修复 疏油 防雾 抗涂鸦 防指纹 超双疏 

摘      要：近些年来,疏油防污涂层由于其优异的润滑减阻、防腐蚀、防冰防霜、防污自清洁等功能以及在汽车、医疗和电子等领域的应用,尤其是在透明的光学电子仪器等方面的广泛应用而备受关注和研究。同时,在近十年内,仿生自修复材料在全球科学家的不懈努力下也已经得到长足的发展,通过自修复功能和疏油防污涂层的协作可以大幅度提高其使用寿命、提高其使用稳定性、并降低其维护费用。本论文旨在通过自修复功能和疏油涂层的协作制备出人造自修复多功能疏油涂层,主要包括以下两个方面的工作:在论文的第二章中,首先我们基于层层组装技术利用透明质酸钠(HA)和支化的聚乙烯亚胺(bPEI)进行层层组装从而制备出亲水的(HA/bPEI)*50涂层,随后,通过浸泡全氟辛基磺酸钾盐(PFOS),使(HA/bPEI)*50涂层内装载大量的PFOS分子,赋予(HA/bPEI)*50涂层疏油性能,同时还能保持涂层优异的亲水性,从而制备出F-(HA/bPEI)*50自修复的疏油防雾涂层。由于水辅助PFOS和聚电解质的迁移,F-(HA/bPEI)*50疏油防雾涂层能够自动多次的修复由Plasma刻蚀、摩擦、切痕等原因而被破坏的疏油性和透明性,从而延长疏油防雾涂层的使用寿命,保证涂层在使用过程中的稳定性及可靠性。此外,自修复的疏油防雾涂层在触摸屏的防指纹、广告牌和商店橱窗的抗涂鸦以及镜头、镜子和挡风玻璃的防雾等方面都具有广泛的潜在应用。在论文的第三章中,我们通过将全氟癸基硫醇(PFDT)接枝到1,2-聚丁二烯(PB)的侧链,通过线棒涂膜技术或喷涂技术制备出了具有热辅助自修复能力的PB-g-PFDT透明疏油涂层。侧链大量的PFDT赋予PB-g-PFDT涂层表面具有液体状的特性,因此,不同表面张力的液体都可以很好的在倾斜的PB-g-PFDT涂层表面滑动而没有任何的残留。由于其优异的疏油性,PB-g-PFDT涂层展现出优异的抗涂鸦能力。沾有黑墨水和蓝漆的刷子能够很容易的浸润单纯的玻璃基底,然而在涂有PB-g-PFDT涂层的玻璃基底上仅仅是留下一些微小的墨迹小点。此外,由于PB-g-PFDT涂层拥有优异的疏油性能,PB-g-PFDT涂层也展现出很好的防指纹性能。由于热辅助PB-g-PFDT聚合物的迁移运动,透明的疏油涂层能够多次的修复被氧化或摩擦/切痕破坏的疏油能力和透明性,保证透明疏油涂层的长期稳定性。其次,PB-g-PFDT涂层除了应用在平滑的基底(玻璃、木板、不锈钢金属片)上之外,PB-g-PFDT涂层也可以被应用在织物上,从而制备出自修复超双疏织物,当超双疏性能由于氧化而被破坏时,超双疏织物也可以在加热的情况下多次修复被氧化而破坏的超双疏性能。