纺织品超疏水硅橡胶涂层的研究进展

疏水性自清洁涂料的研究进展涂料工业：随着环境污染的不断加剧，越来越严重的雾霾、油性烟雾、尾气废气等给建筑外墙带来严重的侵蚀，影响其美观性、功能性及耐久性。

耐沾污能力差是传统外墙涂料普遍存在的缺点，在一定程度上制约了其应用。

因此，针对目前外墙涂料耐污能力不足的问题，具有自清洁功能的涂料成为研究开发的热点。

清洁被污染的建筑外墙等不仅需要较高的投入，而且表面活性剂的使用会对环境造成严重污染，因此具有自清洁效果的功能涂料应运而生。

自清洁涂料能够借助雨水等自然条件冲刷保持户外物件表面干净，不仅能够降低维护费用，减少劳动力的需求，同时可以将对环境的污染降到最低，可广泛应用于高层建筑、幕墙、桥梁及汽车、风力发电等多个领域。

1 疏水性自清洁涂料的基础自然界中普遍存在通过形成疏水表面来达到自清洁功能的现象，例如以荷叶为代表的多种植物的叶子和花?昆虫的腿和翅膀等均表现出低粘附、自清洁能力，这种现象被称为“荷叶效应”?“荷叶效应”的仿生学原理是自清洁技术开发的基础。

20世纪70年代，德国波恩大学植物家 W.Barthlott 和 Neinhuis等系统地研究了荷叶表面的自清洁效应，通过电子显微镜观察发现荷叶表面生长着无数微米乳突，并且其表面覆盖着纳米蜡质晶体。

2002年，中科院化学所江雷等研究发现荷叶表面微米乳突上还存在纳米结构，乳突的平均直径为5~9 μm，每个乳突表面还分布着直径约为124 nm 的绒毛，研究还发现这些乳突之间也存在纳米结构(图1)。

大量研究证实，微米、纳米级的微观粗糙结构及具有低表面能的蜡质晶体的共同作用，使荷叶表面具有高水接触角、低滚动角，从而表现出超疏水自清洁效果。

图 1 荷叶表面微观结构模型疏水性涂料的自清洁行为来源于其高的水接触角和低的滚动角。

当水珠滴在疏水表面上，液滴不能自动扩展，保持其球形状态，减少与涂层的接触面积。

当该表面具有一个较小的倾斜角时，液滴在涂层表面滚动，污染物粘附在水珠表面被带走，从而起到自清洁的作用。

超疏水涂层防覆冰技术研究进展
陈小东;胡丽娜;杜一枝
【期刊名称】《中国材料进展》
【年(卷),期】2024(43)4
【摘要】覆冰现象时刻威胁着电力系统的安全运行,过去几十年里,研究人员采用各种措施来预防电力设备表面覆冰,但这些措施都无法从根本上解决该问题。

超疏水涂层由于具有独特的微纳米结构及低表面能物质,在低温环境下,能够延缓结冰且降低表面的冰附着力。

从超疏水涂层的防覆冰机理入手,重点综述国内外超疏水涂层防覆冰的实验研究现状,并将影响防覆冰性能的因素分为环境因素和基底因素,分析当前方案的局限性,同时阐述提高超疏水涂层机械鲁棒性的设计与制备方面的最新进展,最后提出超疏水涂层在电力系统应用中存在的问题以及未来的发展方向。

该综述有助于研究人员建立评估超疏水涂层的防覆冰性能的试验规范,并推进超疏水涂层防覆冰技术在电力系统中的应用。

【总页数】10页(P301-310)
【作者】陈小东;胡丽娜;杜一枝
【作者单位】新疆大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.4
【相关文献】
1.超疏水防覆冰涂层的研究进展
2.金属表面超疏水涂层防覆冰性能的研究进展
3.输电线路超疏水防覆冰涂层研究进展
4.一种绝缘子超疏水防覆冰涂层覆冰初期的电气试验研究
5.风机叶片新型耐磨超疏水涂层的防覆冰性能研究
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捷的合成方法制备出有机/无机树莓状结构的微球。

分别采用乳液聚合法和分散聚合法制备出粒径为微米级和纳米级左右的PS 高精度微球。

为制备出微球的阶层结构，可采用简单物理混合的方法，经过疏水化处理后的微球，可将其用于铜网的表面修饰，发现可以得到相同的高效油水分离特性的铜网，呈现出超疏水优良的特性。

1.3 绿色无氟超疏水材料郗盼毅等[4]用模板法通过模板“镜像”效应，以新鲜荷叶为模板，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为密封材料，使天然的竹材表面呈现出微纳米层次的乳头状凸起结构；涂覆法是将样品完全浸入含有低表面能材料的化学溶液中，然后进行干燥固化成型；电放技术是用聚合物溶液在电场库仑力的作用下被极度拉伸的情况下形成喷射出高速细流，随后落在基板上形成微/纳米纤维膜。

2 超疏水材料的应用在各个领域，超疏水材料的应用不仅相当广泛而且有极大的进展。

因其优异的超疏水性而具备防腐蚀、自清洁、防覆冰的性能，广泛运用于各个邻域，其中包括对金属材料、纺织材料、木材材料、生物组织、口腔医学等，由此可见超疏水材料有着巨大的发展前景和商业潜力[2]。

2.1 金属材料领域的应用利用超疏水材料的防腐蚀特性，可将超疏水材料作为金属涂层保护金属。

SULTONZODA Firdavs 等[5]用硬脂酸乙醇溶液处理后，铝合金表面获得了铝与水在60 ℃下反应形成的纳米-微米二级粗结构。

另外，硬脂酸在铝合金的表面上具有长的键合分支，从0 引言超疏水材料是一种新型材料，广泛应用于各个领域，用于在金属材料领域则具有保护作用，起到了耐腐蚀的效果。

实验证明经过加工该材料也能起到自清洁及耐磨的能力。

随着超疏水材料应用的增加，所面临的问题也在变多，其稳定性成了该材料发展的研究之重。

1 超疏水材料的简介超疏水虽然是一种新型材料，但在自然界中，许多植物叶表面、鸟禽羽毛都具有超疏水性的特点，如蜻蜓的翅膀、池塘的荷叶等[1]。

目前超疏水材料分为两大类：天然和人工合成。

天然的超疏水材料大多来源于自然界的动植物，具有良好的相适应性并且易降解，具有亲水基团，对环境友好。

超疏水材料的研究现状及应用超疏水材料的研究现状及应用摘要: 超疏水表面材料具有防水、防污、可减少流体的粘滞等优良特性，是目前功能材料研究的热点之一。

由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用,有关超疏水表面的研究引起了极大的关注，本文简述了超疏水表面的制备方法，归纳了超疏水表面的应用,对超疏水表面研究的发展进行了展望。

关键词:超疏水表面材料;微流体系统;表面制备方法;表面应用Superhydrophobic materials Researchand ApplicationLi Yongliang(Jiangnan University, College of Chemistry and Materials Engineering JiangsuWuxi 214122,China)Abstract: Superhydrophobic surface material with a waterproof, anti-fouling, can reduce the viscosity of the fluid and other excellent features, is currently one of the hot functional materials. As super-hydrophobic surface in the self-cleaning surfaces, microfluidic systems, biocompatibility and other potential applications, research on super-hydrophobic surface caused a great deal of attention, this paperoutlines the super-hydrophobic surface preparation methods, summarized the super-hydrophobic surface application of research for the development of super-hydrophobic surfaces were discussed.Keywords: Superhydrophobic surface material; Microfluidic systems; Surface preparation methods; Surface application近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。

超疏水材料的研究进展摘要：对植物叶表面的超疏水现象研究表明：植物叶表面的微观结构是引起超疏水的根本原因。

本文通过对荷叶表面的研究得到超疏水材料具有的特点：微纳米尺度复合的阶层结构。

通过相分离方法得到超疏水材料，最后对超疏水材料的研究趋势作了展望．关键词：超疏水材料微纳双重结构接触角滚动角Abstract：By studying the nature superhydrophobic bio-surfaces indicates that : the incooperation of micro-structure and nano-structure are both important for the superhydrophobic materials. Such structures are the key for the superhydrophobic material . The phase separation method is employed to prepare the superhydrophobic materials. The latest trends in the study of superhydrophobic materials are also discussed．Key words：Superhydrophobic materials；Micro-structure and nano-structure ; Contect angle; Roll angle引言近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。

所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。

固体表面浸润性研究的就是材料的疏水能力。

浸润性是指液体可以渐渐渗入或附着在固体表面的特性。

接触角和滚动角是评价固体表面浸润性的重要指标。

所谓超疏水表面一般是指与水的接触角大于150º。

第33卷第4期2012年4月纺织学报Journal of Textile Research Vol．33，No．4Apr．，2012文章编号：0253-9721（2012）04-0146-07纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展薛朝华，尹伟，贾顺田（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021）摘要对纤维基超疏水功能表面的制备方法进行综述，着重对比层层组装法、溶胶凝胶法、水热法、纳米粒子负载法以及气相沉积法等在大面积纤维基粗糙表面的构筑方面存在的各自优势及应用情况。

对超疏水表面制备过程中的低表面能处理方法进行归纳，同时对超疏水表面的功能复合及研究发展趋势进行展望。

认为超疏水表面的功能性、性能稳定性、产品适用性及环保性能是未来超疏水表面研发的发展方向。

关键词超疏水表面；纤维材料；表面粗糙度；疏水化处理中图分类号：TB 332文献标志码：AProgress in fabrication of fiber-based superhydrophobic surfacesXUE Chaohua ，YIN Wei ，JIA Shuntian（College of Resource and Environment ，Shaanxi University of Science and Technology ，Xi'an ，Shaanxi710021，China ）Abstract This review summarized the methods of preparation of fibrous superhydrophobic surfaces ，focusing on the utilization of approaches of layer-by-layer assembly ，sol-gel processing ，hydrothermal synthesis ，coating with nanoparticle composites ，and chemical vapor deposition in surface roughening．The handling methods of low surface energy during preparation of superhydrophobic surfaces were also summarized．Multifunctionalization and future trends of superhydrophobic surfaces were envisioned ，emphasizing the functionality ，stability ，applicability ，and environmental orientation．Key words superhydrophobic surface ；fiber material ；surface roughness ；hydrophobization 收稿日期：2011－04－05修回日期：2011－11－04基金项目：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2011CB612309）；国家自然科学基金项目（51073091）；陕西省自然科学基金项目（2009JQ6007）；陕西省教育厅科研计划项目（11JK0971）；陕西省重大科技创新专项资金计划项目（2011ZKC05-7）；陕西科技大学博士科研启动基金项目（BJ08-11）作者简介：薛朝华（1974—），男，教授，博士。

软物质的超疏水性与应用研究在我们的日常生活和众多的科学领域中，软物质扮演着至关重要的角色。

软物质的独特性质为我们带来了许多新奇的现象和广泛的应用，其中超疏水性便是一个引人注目的特性。

首先，让我们来理解一下什么是软物质。

软物质通常是指处于固体和理想流体之间的物质，比如聚合物、胶体、液晶、泡沫、凝胶等等。

这些物质的特点是对外界的微小作用十分敏感，能够在较小的外力或环境变化下产生显著的形态和性质变化。

那么，什么又是超疏水性呢？超疏水性是指材料表面对水具有极高的排斥能力，水在其表面的接触角大于 150 度，滚动角小于 10 度。

简单来说，水在超疏水表面上会形成几乎接近球形的液滴，并且很容易滚落。

实现超疏水性的关键在于材料表面的微观结构和化学组成。

在微观层面上，超疏水表面通常具有粗糙的纹理和低表面能的化学物质。

这些粗糙的结构可以“捕获”空气，形成一层空气垫，从而减少水与固体表面的接触面积。

而低表面能的化学物质，如含氟或含硅的化合物，则能进一步降低表面对水的亲和力。

软物质实现超疏水性的方法多种多样。

其中一种常见的方法是利用自组装技术。

通过分子之间的相互作用，软物质可以自发地形成具有特定结构和性能的超疏水表面。

例如，某些聚合物分子可以在溶液中自组装成纳米级的结构，从而赋予材料超疏水性。

另一种方法是模板法。

通过使用具有特定微观结构的模板，如纳米级的多孔材料或光刻技术制备的模板，可以将软物质加工成具有超疏水性能的表面。

软物质的超疏水性在许多领域都有着广泛的应用。

在纺织行业，具有超疏水性能的织物可以实现防水、防污的效果。

想象一下，在下雨天穿着一件超疏水的外套，雨水会像珠子一样滚落，而不会浸湿衣物，同时也能避免污渍轻易附着在上面。

在建筑领域，超疏水材料可以用于外墙涂料，不仅能够防止雨水的侵蚀，还能减少灰尘和污染物的附着，保持建筑物的外观清洁。

在交通运输方面，超疏水表面可以应用于汽车挡风玻璃和后视镜，提高雨天的视野清晰度，保障行车安全。