聚四氟乙烯薄膜的低温超疏水性能研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)重庆大学材料学院 作者:邵晶晶

  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。

聚四氟乙烯薄膜的低温超疏水性能研究

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。

聚四氟乙烯薄膜的低温超疏水性能研究

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

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