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二氧化硅-硅树脂复合超疏水涂层:可喷涂、可模塑 2

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此外,研究团队基于模塑技术实现二氧化硅-硅树脂复合块体超疏水材料的简便构筑。同样,体系二氧化硅掺杂量对材料表面的疏水性能有着重要影响。随着二氧化硅掺杂量增加,材料表面疏水性逐渐增加,二氧化硅掺杂量为9 wt%时,涂层表面水接触角达约167°、滚动角约6°;但是当二氧化硅掺杂量超过10%,难以得到均相乳液用于模塑。同样,SEM测试表明,一定浓度的二氧化硅掺杂是构筑涂层表面粗糙结构的关键。


二氧化硅掺杂量对复合块体超疏水材料性能的影响。图片来源:ACS Appl. Mater. Interfaces


在表面抗污染方面,所制备超疏水涂层及块体超疏材料皆呈现出表面自清洁特性。同时,基底粘附性测试表明,喷涂工艺制备的复合涂层具有优异的基底粘附性能。


超疏水涂层自清洁性能展示。图片来源:ACS Appl. Mater. Interfaces


此外,该研究中所制备两种超疏水涂层皆展现出优异的耐高温(350 ℃)、耐化学腐蚀(pH 1 ~ 13)性能;块体超疏水材料还呈现出呈现优异的可压缩性能(1 ~ 10 MPa);同时,块体超疏水材料整体均一的超疏水特赋予其表面超疏水特性的持续可再生能力。


超疏水涂层耐热、耐化学腐蚀及可压缩性能测试。图片来源:ACS Appl. Mater. Interfaces


总结


“无机-有机掺杂”是目前构筑复合超疏水涂层的常用简便策略之一。采用该策略该研究成果实现了二氧化硅-硅树脂基高性能复合涂层以及模塑块体超疏水材料的简便构筑;该超疏水涂层材料展现出的卓越耐高温、耐化学腐蚀性能以及表面疏水性能可再生性使其在长寿命、高防腐涂层方面具有极大地应用前景。

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