激光诱导硅橡胶超疏水表面及其耐磨性研究

硅橡胶是一种应用广泛的绝缘材料,对硅橡胶表面进行超疏水改性能够使得其在实际应用场合中变得更为安全可靠。激光加工处理硅橡胶表面能够绿色高效地制备超疏水表面,并使其获得耐腐蚀、抗结冰和自清洁等性能。但在超疏水表面的实际应用中,表面脆弱的疏水结构难以抵御外界的机械磨损。通过改变激光能量密度制备了不同表面微纳复合结构的超疏水硅橡胶表面,设计砂纸磨损测试对超疏水硅橡胶表面的耐磨性进行了研究。样品在承受2.2 kPa的压力下,超疏水表面在2000目的砂纸上进行单次100 mm行程的摩损,在表面失去疏水性后观测其表面形貌的变化。结果表明:持续的磨损破坏了超疏水硅橡胶表面的微纳复合结构,导致其失去疏水性。激光能量密度为15.0 J/cm^(2)制备的超疏水表面能够在12次磨损后保持其疏水性能,而激光能量密度为10.0 J/cm^(2)制备的超疏水表面在7次磨损后就失去了疏水性能,这是由于更大的激光能量密度下在表面构筑了更加致密和均匀的微纳复合结构,呈现出更好的耐磨性。