旋带掩模电解织构化圆柱表面及其润湿性分析

在圆柱面工件上高效、低成本地创制功能化极端润湿性表面仍面临重大技术挑战。对此提出旋带掩模电解织构技术。该技术直接选用市售带状柔性电绝缘多孔高分子编织布为活动掩模,以中性盐Na NO3溶液为电解液,基于旋带电解印制方式对金属圆柱表面进行织构化处理。介绍其工作原理,分析圆柱表面微织构形貌与几何廓形的演化过程,试验探究极间电压、旋带速度、加工次数等对表面织构特征的影响,评测氟化后的不同微结构特征的织构化表面的润湿性。结果表明:圆柱表面织构特征显著受加工次数的影响,随加工次数的增加,圆柱表面经历“反复复制”掩模印制阵列凹凸微结构、阵列凹凸微结构叠错-细化、微纳米分级结构分级化等表面微织构化演化过程;用时仅需249 s制备的外径49 cm、长50 cm的SUS304圆柱面(氟化后)微-纳米分级结构表面对水/甘油/十六烷的接触角分别为160.4°、158.5°、153.6°、滚动角分别为2.1°、5.6°、8.6°;呈现优异的超双疏极端润湿性且机械耐久性好。旋带掩模电解织构技术在圆柱面工件制取机械耐久性极端润湿性功能表面方面呈现高效、低成本、便于实施等优势。

含氟低表面能修饰的超双疏涂层制备及其性能

目的制备具有良好机械稳定性和化学稳定性的超双疏涂层材料。方法采用三种尺寸的微纳米二氧化硅和环氧树脂制成微纳米凹凸结构,在此基础上修饰低表面能的氟碳单分子层,制备超疏水超疏油涂层。分别利用扫描电子显微镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱,对涂层表面的形貌和成分进行分析。通过接触角测量仪测试涂层表面的接触角和滚动角。经过砂纸摩擦、耐化学腐蚀和耐溶剂性能测试,分别评价超双疏涂层材料的耐磨损性和化学稳定性。结果涂层对水、乙二醇和花生油等表面张力在34~72 mN/m范围内的液体具有超疏特性。砂纸上机械摩擦5次循环后,对花生油的接触角保持在155?以上,滚动角保持在5?以下;摩擦10次循环后,对水和乙二醇的接触角均保持在154°以上,滚动角保持在2.5?以下。涂层经p H=14的碱溶液和正庚烷浸泡,168h后,对水和乙二醇仍保持超疏性能;96h后,与花生油接触角在153?以上,滚动角在10?~20?之间。结论该涂层具有良好的超疏水超疏油性能及良好的耐磨损性和化学稳定性,在工业领域具有较大的潜在应用价值。