超疏水碳纳米管复合涂层的研究

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作者：

廖张洁

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摘要：

通过对荷叶表面形貌的研究,科学家揭开了自然界中"荷叶效应"的奥秘,从而制备出了具有自清洁能力的仿生超疏水涂层.由于同时具有透明超疏水性能,导电超疏水性能,透明导电性能等多功能复合涂层可以应用在智能玻璃,除冰,防水电子器件,透明电极,光电器件等领域而备受关注.如今,多功能超疏水涂层也已经成为材料领域研究的一个热点. 本文借助多壁碳纳米管(MWNTs)导电性好,长径比大的特点,通过热压法,喷涂法制备了多功能超疏水涂层,分三个体系对多功能超疏水涂层进行了研究. (1)首次采用热压法制备出MWNTs/聚合物导电超疏水复合涂层,对于常见热塑性,热固性聚合物以及表面覆有热塑性,热固性聚合物层的无机材料而言都可以制备出方块电阻小于103Ω/sq,接触角大于150°,滚动角小于5°的导电超疏水涂层.以高密度聚乙烯为例,分析了热压时间对复合涂层形貌,导电性,疏水性的影响,考察了涂层形貌与导电性,疏水性的关系,并研究了所制备的导电超疏水涂层在除冰方面的应用. (2)利用合成的阳离子型聚合物(SMI),正硅酸乙酯(TEOS)对MWNTs进行改性,通过喷涂的方法制备了接触角大于160°,滚动角小于2°,透光率达到78%的Silica/SMI/MWNTs透明超疏水复合涂层,考察了面密度与涂层的疏水性和透明性的关系,研究了TEOS用量对MWNTs表面形貌及超疏水性能的影响,并且对超疏水涂层浸泡到水中后使吸附在涂层粗糙表面的空气转变成为气泡的过程进行了研究. (3)以硅溶胶(SiO2)和羟基化碳纳米管(CNT-OH)为原料,采用喷涂的方法制备了接触角大于160°,滚动角小于2°的SiO2/CNT-OH超疏水复合涂层,考察了涂层面密度,羟基化碳纳米管含量,含氟偶联剂用量与涂层的导电性,透明性,超疏水性,耐水稳定性之间的关系,研究了长期浸泡水后超疏水涂层疏水性能劣化的机理.

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关键词：

纳米材料 碳纳米管 复合涂层 超疏水性

学位级别：

硕士

学位年度：

2011

被引量：

4