超疏水表面的制備方法_石璞.pdf

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1、功能高分子學(xué)報(bào)Vol.21No.2230JournalofFunctionalPolymers2008年6月綜述超疏水表面的制備方法1,323133石璞,陳洪,龔惠青,袁志慶,李福枝,劉躍軍(1.中南大學(xué)粉末冶金研究所,長(zhǎng)沙410083;2.中南林業(yè)科技大學(xué),長(zhǎng)沙410004;3.湖南工業(yè)大學(xué)包裝新材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南株洲412008)摘要:超疏水表面材料具有防水、防污、可減少流體的粘滯等優(yōu)良特性,是目前功能材料研究的熱點(diǎn)之一。其中超疏水表面的制備方法是研究的關(guān)鍵點(diǎn)。介紹和評(píng)述超疏水表面的制備方法,對(duì)

2、該領(lǐng)域的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:超疏水;表面;制備方法中圖分類號(hào):O647文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1008-9357(2008)02-0230-07MethodstoPrepareSuperhydrophobicSurface1,323133SHIPu,CHENHong,GONGHu-iqing,YUANZh-iqing,LIFu-zhi,LIUYue-jun(1.InstituteofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,Chin

3、a;2.CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,Changsha410004,China;3.KeyLaboratoryofNewMaterialandTechnologyforPackage,HunanUniversityofTechnology,Zhuzhou412008,Hunan,China)Abstract:Superhydrophobicmaterialshavereceivedtremendousattentioninrecentyearsb

4、ecauseofitsspecialpropertiessuchaswater-proof,ant-ipollution,reductionresistanceofflowingliquid,etc.Itbecomeshotspotresearchinfunctionalmaterialfield,andthepreparationmethodstoacquireexcellentsuperhydrophobicsurfacearekeytotheresearch.Representativearticle

5、sinrecentyearsaboutpreparationmethodsarereviewedinthisarticle.Theprospectofdevelopmentsisproposed.Keywords:superhydrophobic;surface;preparationmethods[1]自從Onda等1996年首次報(bào)道在實(shí)驗(yàn)室合成出人造超疏水表面以來(lái),超疏水表面引起了研究人員的廣泛興趣??傮w說(shuō)來(lái),目前的研究主要集中在以下幾個(gè)領(lǐng)域:(1)研究自然界中具有超疏水表面的植物和動(dòng)[2][3][4~

6、5]物,為開(kāi)發(fā)具有新型表面結(jié)構(gòu)的材料提供靈感。高雪峰和江雷、馮琳、郭志光等的論文中有詳細(xì)的[6]描述和精美的電鏡照片。(2)使用無(wú)機(jī)物或在金屬表面制備具有超疏水性表面的材料。(3)使用高分子材[7~11]料制備具有超疏水性的表面。(4)理論研究,主要是通過(guò)構(gòu)建模型以探討表面結(jié)構(gòu)狀況與接觸角或滾[38]動(dòng)角的關(guān)系。關(guān)于超疏水表面的基本理論,金美華的博士論文有詳細(xì)論述。超疏水表面一般可以通過(guò)兩類技術(shù)路線來(lái)制備:一類是在低表面能的疏水材料表面上構(gòu)建微米-納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu);另外一類是用低表面能物質(zhì)在微米-納米級(jí)粗糙結(jié)

7、構(gòu)上進(jìn)行修飾處理。其中,制備合適微米-納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)的方法是相關(guān)研究的關(guān)鍵。從制備方法來(lái)說(shuō),主要有蒸汽誘導(dǎo)相分離法、模板印刷法、電紡法、溶膠-凝膠法、模板擠壓法、激光和等離子體刻蝕法、拉伸法、腐蝕法以及其他方法。在此對(duì)各種制備方法進(jìn)行分類評(píng)述。收稿日期:2008-03-10基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(10672197)作者簡(jiǎn)介:石璞(1976-),男,安徽安慶人,講師,在讀博士,研究方向:生物醫(yī)學(xué)材料。E-mail:shipu1976@163.com通訊聯(lián)系人:陳洪,E-mail:chenhongcs@12

8、6.com第2期石璞,等:超疏水表面的制備方法2311制備方法1.1蒸汽誘導(dǎo)相分離法在一定條件下,高分子溶液在溶劑蒸發(fā)過(guò)程中,溶液熱力學(xué)狀態(tài)不穩(wěn)定,高分子鏈間易發(fā)生自聚集,形成高分子聚集相。當(dāng)高分子鏈聚集到一定程度時(shí),高分子聚集相間發(fā)生相分離過(guò)程,并形成具有微米-納米級(jí)[12]粗糙結(jié)構(gòu)的表面,這種制膜方法被稱為蒸汽誘導(dǎo)相分離法。例如:Zhao等將溶解于二甲基甲酰胺(DMF)的聚苯乙烯-b-二甲基硅氧烷共聚物(PS

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