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多功能耐久性超疏水材料研究取得系列進展
2017-01-06  來源:中科院蘭州化物所
關鍵詞:耐久性 超疏水

  超疏水材料在自清潔、防腐蝕、防結冰、防生物粘附和水下減阻等領域有廣泛應用前景。但該材料存在功能單一、無法快速大規(guī)模制備、表面結構易被破壞而導致材料失效、耐久性差等缺陷,從而嚴重限制了其應用。 

  中國科學院蘭州化學物理研究所張招柱研究員團隊開發(fā)出了一種簡單、高效制備耐久性超疏水材料的新工藝,克服了超疏水材料表面結構易損壞、耐久性差及難于大規(guī)模制備等難題。他們將織物浸泡在聚四氟蠟和氟化石墨混合分散液中并加熱固化,便可快速制備超疏水材料。制得的材料接觸角為157.7°,可耐砂紙摩擦,經(jīng)過嚴重機械破壞后仍具有良好的超疏水性能。此外,該材料還具有快速、可重復的自修復功能,破壞后的表面可通過加熱使疏水材料遷移重新生成超疏水表面,實現(xiàn)快速自修復,且經(jīng)染料染色后超疏水性能不變,從而進一步擴大了其應用范圍。 

  為進一步增強該材料的穩(wěn)定性和多功能性,研究人員將超疏水材料與多孔材料的制備相結合,通過控制溶劑熱合成條件,采用一鍋法制備出了具有高比表面積、穩(wěn)定超疏水功能的多級孔聚合物。 

  與傳統(tǒng)方法相比,該方法無需制備模板、無需后處理、材料多級孔結構便于調(diào)節(jié),且制備原料無毒、價格低廉,制備方法綠色環(huán)保。與通過表面處理得到的超疏水材料相比,該材料具有整體超疏水性,可任意刮擦、切割,可長時間抵抗快速水流沖擊等優(yōu)點。此外,通過擦涂即可、在不同基底材料(紙張、織物和手套等)上快速獲得超疏水性產(chǎn)品。制得的材料在多種苛刻環(huán)境下(高溫高濕,強酸堿及紫外輻照)均具有優(yōu)異的綜合穩(wěn)定性。 

  以上合成方法綠色高效,制得的材料具有優(yōu)異的多功能性和綜合穩(wěn)定性,具有廣泛應用前景。

具有耐磨自修復功能的超疏水織物

穩(wěn)定超疏水多級孔聚合物的一鍋法無模板制備

機械耐久性測試及通過擦涂方式快速獲得超疏水表面

1. Y. Li, B. Ge, X. H. Men, Z. Z. Zhang, Q. J. Xue, A facile and fast approach to mechanically stable and rapid self-healing waterproof fabrics. Composites Science and Technology 125 (2016) 55-61. 

2. Y. Li, Z. Z. Zhang, B. Ge, X. H. Men, Q.J. Xue, One-pot, template-free synthesis of a robust superhydrophobic polymer monolith with an adjustable hierarchical porous structure,Green Chem. 18 (2016) 5266-5272. 

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(責任編輯:xu)
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