Preparation and Properties of Superhydrophobic Anticorrosion Surface Modification Paper

doi:10.7503/cjcu20240129

Abstract

Abstract:

The copolymerization of azide monomer and fluorinated monomer was achieved by visible light facilitated atom transfer radical polymerization（ATRP）， and the perfluorooctyl azide copolymer was obtained. This polymer was applied to paper surface modification， and the superhydrophobic anticorrosion paper was made. The effects of monomer types， monomer proportion and polymer molecular weight on the superhydrophobic anticorrosion were studied. In addition， the surface microstructure of the modified paper， the connection between the polymer and the paper were characterized. And the principle of superhydrophobic anticorrosion of the modified paper was explained. When the molar ratio of phenyl-4-azide methacrylate to perfluorooctyl methacrylate was 1∶4， the paper modified with perfluorooctyl azide copolymer-80 showed strong hydrophobicity， and water contact angle reached 165°. The modified paper maintained no significant change in strong acid（pH=1） or strong base（pH=13） environment for 72 h. The polymer shows a good prospect in the application of water resistance， acid and alkali resistance.

Key words: Azide monomer, Fluorinated monomer, Superhydrophobicity, Anticorrosion, Modified paper

CLC Number:

O632.1

TrendMD:

HAN Jin’e, WANG Danke, NIU Tengfei. Preparation and Properties of Superhydrophobic Anticorrosion Surface Modification Paper[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(8): 20240129.

Figures/Tables 13

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Compound	Water contact angle/（°）
	Uncorroded	pH=1				pH=13
	Uncorroded	24 h	48 h	72 h	24 h	48 h	72 h
1a	151±2	150±1.7	149±2	148±1.7	146±1.7	135±1.7	129±2.6
1b	155±1.7	153±1.7	144±2	139±2	143±1.7	135±1	121±1.7
1c	131±2.6	130±1.7	126±2	119±1.7	124±3	111±3	103±2

Compound	Water contact angle/（°）
	Uncorroded	pH=1				pH=13
	Uncorroded	24 h	48 h	72 h	24 h	48 h	72 h
1a	151±2	150±1.7	149±2	148±1.7	146±1.7	135±1.7	129±2.6
1b	155±1.7	153±1.7	144±2	139±2	143±1.7	135±1	121±1.7
1c	131±2.6	130±1.7	126±2	119±1.7	124±3	111±3	103±2

Entry	Fluorine⁃containing monomer	Water contact angle/（°）
		Uncorroded	pH=1			pH=13
		Uncorroded	24 h	48 h	72 h	24 h	48 h	72 h
1	2b	151±1.7	150±1.0	149±2.6	148±2.0	146±1.7	135±2.6	129±2.0
2	2c	150±2.0	150±2.0	148±1.7	145±1.7	145±1.7	141±3.4	133±3.0
3	2d	154±3.0	153±2.0	151±1.7	150±2.0	150±1.7	145±2.6	137±2.0
4	2a	165±1.7	164±1.7	162±2.0	162±1.0	160±2.6	153±1.7	149±1.7

Entry	Fluorine⁃containing monomer	Water contact angle/（°）
		Uncorroded	pH=1			pH=13
		Uncorroded	24 h	48 h	72 h	24 h	48 h	72 h
1	2b	151±1.7	150±1.0	149±2.6	148±2.0	146±1.7	135±2.6	129±2.0
2	2c	150±2.0	150±2.0	148±1.7	145±1.7	145±1.7	141±3.4	133±3.0
3	2d	154±3.0	153±2.0	151±1.7	150±2.0	150±1.7	145±2.6	137±2.0
4	2a	165±1.7	164±1.7	162±2.0	162±1.0	160±2.6	153±1.7	149±1.7

Entry	Corrosive fluid	Contact angle/（°）
Entry	Corrosive fluid	0 h	24 h	48 h	72 h
1	HCl（0.1 mol/L）	165±2.0	163±1.0	163±1.7	161±1.7
2	H₂SO₄（0.05 mol/L）	164±1.7	163±1.7	161±2.0	161±2.6
3	HClO₄（0.1 mol/L）	165±1.0	165±1.7	162±2.0	161±2.0
4	H₃PO₄（0.033 mol/L）	166±2.0	165±2.0	164±1.7	163±1.7
5	NaOH（0.1 mol/L）	164±2.0	160±2.6	158±2.0	152±3.0
6	CH₂Cl₂	165±1.7	162±3.0	156±3.6	153±2.6
7	NaCl（10%， mass fraction）	163±2.0	163±2.6	162±1.0	162±1.7