类荷叶结构聚全氟乙丙烯的超疏水性

高等学校化学学报 ›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (5): 1175.

类荷叶结构聚全氟乙丙烯的超疏水性

刘传生, 蒋文曲, 管自生

南京工业大学材料科学与工程学院, 南京 210009

收稿日期:2010-05-25 修回日期:2010-07-11 出版日期:2011-05-10 发布日期:2011-04-11
通讯作者: 管自生 E-mail:zishengguan@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 20573055, 21071081)资助.

Superhydrophobicity of Lotus-leaf-like Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer Surface

LIU Chuan-Sheng, JIANG Wen-Qu, GUAN Zi-Sheng*

College of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing 210009, China

Received:2010-05-25 Revised:2010-07-11 Online:2011-05-10 Published:2011-04-11
Contact: GUAN Zi-Sheng E-mail:zishengguan@163.com
Supported by:
国家自然科学基金(批准号: 20573055, 21071081)资助.

摘要/Abstract

摘要： 以聚二甲基硅氧烷（PDMS）复制的荷叶表面微结构为阴模模板，将聚全氟乙丙烯（FEP）粉体置于该阴模模板上,在约0.3 N/cm2的压力，280 ℃和-0.1 Mpa真空度的条件下热压成型，成功制备了具有类荷叶结构的FEP表面。扫描电镜观察结果表明, FEP表面与荷叶表面微结构具有很大的相似性，该表面具有良好的超疏水性，与水的接触角达到168°，滚动角小于3°，而且具有良好的疏酸、疏碱、疏盐溶液性能和稳定性，即使在溶液中长期浸泡而失活后，经piranha洗液处理约10 min，其表面超疏水、疏酸、疏碱性能也可迅速恢复。PDMS的热重分析结果表明，PDMS阴模在热压条件下失重极小，可重复使用。因此，将FEP的耐酸、耐碱、耐腐蚀和低表面能的特性与荷叶表面的特殊结构有机结合，在制备抗粘附、自清洁容器等方面具有广泛的应用前景。

关键词: 聚二甲基硅氧烷, 超疏水, 类荷叶结构, 聚全氟乙丙烯

Abstract: Superhydrophobic fluorinated ethylene propylene (FEP) copolymer surface with lotus-leaf-like structure was prepared by thermoforming FEP powder at the condition of 0.3 N/cm2 , 280 ℃ and -0.1Mpa vacuum on the polydimethylsiloxane (PDMS) templates, which replicated the lotus leaf surface. SEM results indicate that the FEP surface shows great similar lotus-leaf-like structures with superhydrophobic, corresponding water contact angle and tilt angle are 168° and 3°, respectively. The superhydrophobic lotus-leaf-like FEP surface also exhibits good stability in water, acohol, acid and alkaline solution after duration of decads-hours immersion. Furthermore, once the hydrophobicity of FEP surface decreased, it?s recoverable via an immersion process in piranha solution for several decades minutes. Differential scanning calorimetry (DSC) results indicate the mass loss of the PDMS templates is very low means that it can be used repeatedly during the therm forming process. Therefore, our methods combine the very good acid resistant, alkaline resistant and corrosion resistant of the FEP with lotus-leaf-like structure to fabrication of superhydropobic surface may be applied in preparation of anti-adhension and self-cleaning vessels, etc.

Key words: Polydimethylsiloxane, Superhydrophobicity, Lotus-leaf-like structure, Fluorinated ethylene propylene

TrendMD:

刘传生, 蒋文曲, 管自生. 类荷叶结构聚全氟乙丙烯的超疏水性. 高等学校化学学报, 2011, 32(5): 1175.

LIU Chuan-Sheng, JIANG Wen-Qu, GUAN Zi-Sheng*. Superhydrophobicity of Lotus-leaf-like Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer Surface. Chem. J. Chinese Universities, 2011, 32(5): 1175.

[1]	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[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(3): 20210703.
[2]	张涛, 邵亮, 张梦辉, 马忠雷, 李晓强, 马建中. 双功能聚二甲基硅氧烷/铜纳米线复合薄膜的制备与性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220359.
[3]	崔迎涛, 王顺, 李伟, 崔淑敏, 黄艳杰, 李赫, 段虎, 宋美荣, 董智超, 王毅琳, 江雷. 水滴在超疏水植物叶片上的沉积方法和机理研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1061.
[4]	安越, 黄汉雄. 注压成型仿生纳米结构聚丙烯表面的冷凝微水滴动态行为[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1888.
[5]	包寒, 罗静, 时连鑫, 徐福建, 王树涛. 采用超疏水微柱阵列模板法制备多糖凝胶微米颗粒[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1484.
[6]	苗笑梅, 毛克羽, 裴勇兵, 蒋剑雄, 颜悦, 吴连斌. 超疏水多孔硅的制备及表面稳定性[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1499.
[7]	任文, 张国立, 闫涵, 胡兴华, 李焜, 王景凤, 李瑞琦. 超疏水聚苯胺/聚四氟乙烯复合膜的制备及油-水乳液分离性能[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 846.
[8]	刘帅卓,张骞,刘宁,肖文艳,范雷倚,周莹. 三聚氰胺海绵的一步式协同超疏水改性及在油水分离中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 521.
[9]	王武, 来华, 成中军, 刘宇艳. 液滴在超疏水形状记忆微阵列表面上定向/非定向滚动的可逆调控[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2538.
[10]	马浩翔, 来华, 张恩爽, 吕通, 成中军, 刘宇艳. 可粘贴超疏水薄膜的制备[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(3): 560.
[11]	谢超, 洪国辉, 杨伟强, 王继库, 赵丽娜. 利用蜡烛灰制备超疏水疏油抗菌涂层[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(2): 379.
[12]	徐丹, 丁亚丹, 王雪, 丛铁, 刘俊平, 洪霞, 潘颖. 基于超疏水聚苯乙烯膜的蛋白质微液滴检测[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 1913.
[13]	邱丽娟, 张颖, 刘帅卓, 张骞, 周莹. 超疏水、高强度石墨烯油水分离材料的制备及应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2758.
[14]	康红军, 于晓妍, 来华, 成中军, 刘宇艳. TiO₂纳米薄膜油下超疏水/超亲水性的可逆调控[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(12): 2621.
[15]	游彦伟, 肖长发, 王纯, 黄庆林, 陈明星, 黄岩. 聚全氟乙丙烯中空纤维膜的制备及性能[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(9): 1678.