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(guó)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(zhǎng)效抗結(jié)冰和循環(huán)油水分離等多種場(chǎng)合。測(cè)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(duì)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(shí)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(huì)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(lái)，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
