聚四氟乙烯薄膜的低温超疏水性能研究

　　1、PTFE薄膜超疏水低温冷冻耐久性

　　选取静态水接触角在160° ～170°的PTFE 超疏水薄膜进行低温性能实验。图8 是粗糙和光滑基底上，低温冷冻2 ～14 天后，PTFE薄膜的静态水接触角变化情况。实验结果表明，PTFE超疏水薄膜在-18℃条件下冷冻2 ～14 天后，水接触角仍可保持150°以上，且在冷冻14 天后仍有157°，展现出良好的耐低温性能。在此期间内，冷冻处理后的PTFE薄膜水接触角变化波动不大，说明冷冻时长对其超疏水性能影响较小。

　　2、循环冷冻的耐久性

　　图9是粗糙和光滑基底上，冻融循环次数1-7次后，PTFE薄膜的静态水接触角变化情况。粗糙基底和光滑基底上的薄膜经过冻融循环7次后，疏水角均在150°以上，仍保持超疏水性。

　　由低温周期实验结果看出，本文所制备的PTFE薄膜在低温环境中，一段时间内仍然保持超疏水性能，且在多次冻融循环后其疏水性不受影响。同时，粗糙和光滑基底上的薄膜在冷冻处理后疏水角变化情况相似，说明基底形貌对薄膜低温耐受性没有影响。

图8 常温和不同冷冻时长下粗糙基底和光滑基底上PTFE薄膜静态水接触角

　　此外，低温验表明，PTFE薄膜在低温状态下的超疏水性能可能有所提升，例如在粗糙玻璃基底上的PTFE薄膜冷冻8天后，其疏水角从原先166°上升至170°(见图8(a) ) ；在光滑玻璃基底上的PTFE薄膜冷冻10 天后，其疏水角从初始的161°上升至169°( 见图8(b) ) ，其原因可能是本文中的PTFE薄膜具有渔网-瘤状二级粗糙结构，该结构在低温下十分稳定，甚至因低温产生新结构，使疏水性有轻微提升。

　　但冻融循环更容易破坏原有结构，因而较少出现接触角增加的现象(见图9) 。低温条件对薄膜超疏水性能的促进作用还需要进一步研究。

图9 常温和不同冻融循环次数下粗糙基底和光滑基底上PTFE薄膜静态水接触角