【摘 要】
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超疏水/超双疏材料由于可以有效减少液体介质与固体表面的接触,在提高铝及铝合金等金属材料的耐油污、耐腐蚀性能和扩展其在自清洁等领域的应用方面效果显著。表面形貌的粗糙结构是润湿性最重要的影响因素之一,本课题基于超双疏材料的特点和存在问题,不借助任何含氟低表面能材料的修饰,仅通过阳极氧化结合水热技术构筑微纳米多尺度结构的复合膜在金属表面实现超双疏,在此基础上研究金属表面复合膜层的生长机制,并研究表面微纳
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超疏水/超双疏材料由于可以有效减少液体介质与固体表面的接触,在提高铝及铝合金等金属材料的耐油污、耐腐蚀性能和扩展其在自清洁等领域的应用方面效果显著。表面形貌的粗糙结构是润湿性最重要的影响因素之一,本课题基于超双疏材料的特点和存在问题,不借助任何含氟低表面能材料的修饰,仅通过阳极氧化结合水热技术构筑微纳米多尺度结构的复合膜在金属表面实现超双疏,在此基础上研究金属表面复合膜层的生长机制,并研究表面微纳米多尺度结构复合膜层的可控制备,探究表面微观结构对其润湿性的影响。本文首先摸索制备微纳米多尺度结构复合膜层中的阳极氧化和水热反应关键技术,在此基础上通过水热反应法在阳极氧化铝（AAO）底层膜上生长层片状ZnO,制备ZnO/AAO微纳米多尺度结构复合膜。基于XRD、EDS、SEM和TEM结果,分析了层片状ZnO在AAO底层膜上的生长机理。通过改变AAO底层膜的形貌和水热反应时间两个工艺参数研究了微纳米多尺度结构ZnO/AAO复合膜的形貌特点和生长调控。表面润湿性研究表明,生长ZnO前后膜层表面润湿性由超亲水性转变为超疏水性,其润湿性差异显著。而不同微纳米多尺度结构的差异使得液滴在与ZnO/AAO复合膜层接触时实际接触比例不同,其表面润湿性也有差异,对水、甘油、乙二醇和芝麻油等具有不同表面张力液滴的润湿性也有所不同。最终,通过阳极氧化和水热反应技术在金属铝基体上构筑微纳米多尺度结构表面,未使用有毒有害、高成本的含氟低表面能材料作为涂层来降低表面能,长纤维覆盖多孔型AAO底层膜经水热反应0.5h时形成的ZnO/AAO复合膜对水和甘油的接触角分别为160°和158°;获得了超双疏表面,实现超疏水/超双疏表面的制备,简化了表面加工过程,且其机械耐久性较好。
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