超疏水涂層在航空航天、制冷、石油化工、建筑以及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域有重要且廣泛的應(yīng)用前景，但在磨損、刮擦等機(jī)械外力作用下涂層易破壞，且難修復(fù)。提升超疏水涂層耐磨性已是材料科學(xué)等領(lǐng)域國際前沿研究課題之一。為此，東南大學(xué)材料學(xué)院張友法團(tuán)隊(duì)在耐磨超疏水材料設(shè)計(jì)、調(diào)控制備、界面特性以及相關(guān)機(jī)理研究等方面做了大量工作，并取得了系列研究成果，近期已在Advanced Materials Interfaces、Langmuir、Soft Matter、Chemical Engineering Journal等期刊上發(fā)表多篇論文。
1、底漆-面漆復(fù)合法制備多功能超疏水涂層
通過FEVE樹脂中-NH-R基團(tuán)和聚氨酯PU中-NCO基團(tuán)的鍵合，以及硅微粉摻雜增強(qiáng)，構(gòu)建了強(qiáng)度高、韌性好、與基體結(jié)合牢的復(fù)合樹脂底漆，顯著提升了超疏水納米顆粒涂層的熱、化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性，可用于空氣濾芯防污染、長效抗結(jié)冰和循環(huán)油水分離等多種場合。測試表明，過濾-清潔循環(huán)5次后，有涂層的材料增重仍低于5%，而未處理的表面已超過20%；500g負(fù)重100圈磨耗儀循環(huán)后，其冰層剪切力仍低于100kPa；55次油水分離循環(huán)后，其分離效率仍高于97.5%。該論文在線發(fā)表于Wiley旗下著名表界面領(lǐng)域雜志Advanced Materials Interfaces上，并當(dāng)選當(dāng)期封面論文(Adv. Mater. Interfaces, 2020, 20200013)，博士生肖振和朱海燕為論文共同第一作者。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/admi.202000013
2、底面合一法制備減摩耐磨超疏水涂層
研究者通過將底漆面漆混合，采用一步噴涂法制備的具有超強(qiáng)耐磨性的超疏水涂層。研究發(fā)現(xiàn)，硫化物自身的疏水性，對涂層粗糙度的提升以及摩擦系數(shù)的降低，是該涂層的主要協(xié)同增強(qiáng)機(jī)理(圖2)。該論文在線發(fā)表于ACS旗下老牌經(jīng)典雜志Langmuir上，并當(dāng)選當(dāng)期補(bǔ)充封面論文(Langmuir 2019, 35, 6650?6656)。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.9b00690
3、靜電噴粉法制備耐磨超疏水涂層
隨后，將有機(jī)粉末顆粒和氟化SiO2納米顆?；旌?，通過靜電噴粉法制備了一種粉末超疏水涂層；結(jié)果表明，氟化顆粒一方面使涂層加熱固化時因粘度增大難以流平而形成微納復(fù)合結(jié)構(gòu)，另一方面會在涂層表層富集增加超疏水性，從而增加涂層的穩(wěn)定性。該研究工作受到了Soft?Matter雜志主編的邀稿，并當(dāng)選當(dāng)期封底論文(Soft Matter 2019, 15, 7374-7380)。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1039/C9SM01278H
4、浸泡法制備可修復(fù)耐磨超疏水涂層
研究者采用樹脂與改性納米粒子混合后，在其半固化過程中，用樹脂材料的稀釋劑浸泡，將被包裹的納米粒子裸露出來，從而獲取超疏水性。在摩擦過程中，一旦疏水性失效，即可用稀釋劑再次浸泡，從而重新獲取這種超疏水性，這種可修復(fù)的涂層適用于各種材料基底，應(yīng)用范圍廣泛。該項(xiàng)研究發(fā)表在了著名化工雜志Chemical Engineering Journal上(Chem. Eng. J. 2019, 369, 1–7)。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.03.021
