1. 研究目的与意义
近年来,超疏水材料一直是人们的关注点。所谓超疏水材料是指材料表面与水的接触角大于150°而滚动角小于10°的材料,构造超疏水表面主要有两种途径:在具有微纳米粗糙结构的表面修饰低表面能物质;在具有低表面能的物质表面构造微纳米粗糙结构。目前,构造合适的表面粗糙结构是制备超疏水表面的关键。超疏水材料拥有自洁性和不润湿性,使得其在工业生产和日常生活的应用前景广阔,比如可以应用在自清洁、防雾、抗冰、减阻和油水分离等领域。
目前静电纺丝技术作为制备纳米纤维的方法已经受到广泛关注。静电纺丝是近年来发展起来的一种制备微/纳米级纤维的新工艺,它是将聚合物溶液或熔体置于高压静电场中,带电的聚合物液滴在电场库仑力的作用下被拉伸形成喷射细流,细流落在基板上形成微/纳米纤维膜。2. 研究内容和预期目标
研究内容
由于超疏水材料具有自清洁、耐玷污等特性,因此,利用这点特征可以对超疏水材料进行开发和应用,使其在航天军工、农业、管道无损运输、房屋建筑以及各种露天环境下工作的设备的防水和防冰等领域有广阔的前景。本实验通过静电纺丝法制得复合纤维膜,然后煅烧得tio2微纳米纤维膜,最后通过表面改性剂即可制得超疏水材料。
预期目标
3. 研究的方法与步骤
(1) 配置静电纺丝液注入静电纺丝装置后进行纺丝,再经过表面有机分子修饰改性等操作即可得到产品。
(2) 对合成的材料进行X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等性能测试。
(3) 测量材料的接触角,分析材料的超疏水性。4. 参考文献
[1]江雷. 从自然到仿生的超疏水纳米界面材料[j]. 新材料产业, 2003, 23 (3):60-65.
[2]陈俊, 王振辉, 王玮, 等. 超疏水表面材料的制备与应用[j]. 中国材料进展, 2013,32(7):399-405.
[3] 李芳, 贾坤, 李其明, 等. 静电纺丝制备超疏水/超亲油空心微球状pvdf纳米纤维及其在油水分离中的应用[j]. 化工新型材料,2016, 44(3): 223-225.
5. 计划与进度安排
2022-12-19~2022-02-12 查阅文献,制定实验方案,完成开题报告。
2022-02-13~2022-04-01 熟悉超疏水材料的制备工艺,制备超疏水材料。
2022-04-01~2022-05-01 对材料进行表征,研究材料的纳米结构。
