透明抗静电多功能超疏水薄膜的制备

doi:10.7503/cjcu20210703

摘要/Abstract

摘要：

采用提拉法在聚酰亚胺薄膜表面分步涂覆了银纳米线及疏水纳米二氧化硅, 分别构筑了导电网络及超疏水涂层, 制备了超疏水抗静电透明薄膜. 研究结果表明, 超疏水抗静电透明薄膜保持了较高的透光性, 其透光率高于90%. 同时, 银纳米线网络的构筑有效增加了超疏水抗静电透明薄膜的导电性, 使其表面电阻介于10⁶~10¹⁰ Ω之间, 达到了抗静电要求. 水滴在该薄膜表面静态接触角高达156.4°, 滚动角小于1°, 展现了优异的超疏水特性. 通过导电网络及疏水涂层的构筑, 实现了透明及抗静电超疏水多功能的统一.

关键词: 多功能薄膜, 超疏水性, 透明, 抗静电性

Abstract:

Silver nanowires and hydrophobic nano-silica were coated on the surface of polyimide film by a simple pulling method. During the process， the conductive network and superhydrophobic coating were constructed respectively. The results show that the static contact angle of water droplets on the surface of the film is as high as 156.4°， and the rolling angle is less than 1°， indicating that the film has excellent superhydrophobic characteristics. At the same time， the film maintains high light transmittance， and its light transmittance is higher than 90%. The construction of silver nanowire network effectively increases the conductivity of the film， making the surface resistance of the film between 10⁶—10¹⁰ Ω， meeting the anti-static requirements. In short， through the construction of conductive network and hydrophobic coating， the unity of transparent， antistatic and superhydrophobic functions is realized.

Key words: Multifunctional film, Hydrophobicity, Transparenty, Antistatic property

中图分类号:

O631

TrendMD:

王瑞洁, 焦小雨, 潘宇, 王训春, 杨洋, 成中军. 透明抗静电多功能超疏水薄膜的制备. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210703.

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图/表 10

Scheme 1 Schematic diagram of preparation of multi?functional film with high transparency, antistatic property and superhydrophobicity

Fig.1 SEM images of the films(A) Initial polyimide film; (B) after coating Ag nanowires; (C) after coating SiO2; (D) enlarged image of (C); (E) cross?sectional image of the film after coating SiO2.

Fig.2 SEM image of superhydrophobic antistatic polyimide film(A) and corresponding elemental mapping images of Ag(B), Si(C) and O(D)

Fig.3 Shapes of a water droplet standing(A) and rolling(B) on the surface

Fig.4 Effect of silica sol mass fraction on wettability of the film(A) Contact angle; (B) sliding angle.

Fig.5 Statistics of wetting results on surface prepared with different Ag nanowires mass fraction(A) Contact angle; (B) sliding angle.

Fig.6 Statistics of surface resistivity of the obtained films prepared with different silica sol mass fraction(A) and effect of silver nanowires mass fraction on surface resistivity(B)

Fig.7 Optical transmittance spectra of the films prepared with different silica gel mass fraction(A) and with different Ag nanowires mass fraction(B)

Fig.8 Optical images of the as?prepared film, demonstrating superhydrophobic, highly transparent features(A) and self?cleaning property(B)

Scheme 2 Schematic illustration of film surface and the superhydrophobicity

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