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聚四氟乙烯薄膜及其超疏水性

2020-05-18 16:31:38

润湿性是与自然和人类社会密切相关的固体表面性质。大家到处都能看到与水分有关的现象,例如水在物体表面散布,滴落在车窗上,在荷叶上滚动以及雨水将树叶上的灰尘冲走。超疏水性是表面润湿的一种特殊现象,指的是液滴与固体表面之间的接触角大于150°而滞后角小于10°的表面现象。通过对超疏水现象的研究,发现超疏水表面具有优异的防雾,防腐,减阻和抗粘附性能,不仅影响自然生物的日常生活,而且还在工农业生产和生物医学领域的重要作用。

目前,超疏水表面的制备大多采用湿法工艺,但是由于PTFE几乎不溶于市场上的溶剂,因此不适合用于湿法工艺。采用低功率电子束蒸发法制备聚四氟乙烯膜。主要研究内容为:

采用低功率电子束法在陶瓷基体上沉积聚四氟乙烯薄膜,研究了制备工艺和基体性能对聚四氟乙烯薄膜形貌和润湿性能的影响。结果表明,所制备的薄膜表面是疏水的,硫酸的浓度,刻蚀时间和沉积时间对薄膜的表面形貌,粗糙度和疏水性有显着影响。PTFE沉积在陶瓷和玻璃载玻片上的乙烯基膜上,并计算出基材的表面能。 发现基材的表面粗糙度和表面能同时影响膜的表面润湿性,但是表面能的影响比粗糙度更明显。

通过改变制备条件,成功地在草酸刻蚀的Cu晶片基板上制备了超疏水聚四氟乙烯膜。 膜切割表面的至大接触角达到153.34°,滚动角几乎为0°。 具有优异的超疏水作用。 分析还表明,低表面能物质的装饰是基材表面超疏水性的主要原因。

以磁控溅射法制备的Cu膜为基底,经退火或H2O2溶剂处理后制备Cu / PTFE复合膜,研究了工艺条件对复合膜表面形貌,粗糙度和疏水性的影响。 发现用过氧化氢处理的Cu膜的表面形成具有相对大的粗糙度的纳米棒结构。在基板上沉积PTFE膜,并且Cu / PTFE复合膜表面的至大接触角为155.17°,并测量滚动角。 显示出极好的超疏水性。

 采用电子束蒸发法在铜片上沉积聚乙烯PT / PTFE复合膜,研究了过渡层PE的厚度对复合膜表面附着力和疏水性的影响。 结果表明,草酸刻蚀后的铜片上复合膜的疏水性优于刻蚀。 同时,粘附力与接触角呈负相关。粘合力越小,接触角越大,表面疏水性越好。结果表明,一定厚度的PE过渡层可以显着降低膜表面的附着力,增强疏水性。


聚四氟乙烯薄膜


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