继免清洗衣服和不反光的玻璃后 自清洁涂料诞生

 http://www.lgmi.com    发表日期:2016/9/13 16:18:25  兰格钢铁
    随着材料科学的发展,涂料也正在向功能材料方向迈进。试想我们可以使用不会湿掉的纸,免清洗的衣服,不反光的幕墙玻璃,这会给生活增添许多便利。

    涂料是以装饰和保护不同表面为主要目的材料,而目前市场需求给涂料提出了更高的要求。除了装饰和保护,涂料必须具备更多的功能,例如抗微生物粘附、易清洁、自修复等功能。这些功能涂料的制备不仅要调控它们的物理性质,还要掌控表面化学反应。

    西班牙巴斯克大学高分子科学学院的AlexanderSantiago的研究这三种功能涂料的发展做出了贡献:一种是抗微生物粘附涂料(例如海船油漆);另一种是自清洁涂料(例如疏水性涂料);再者是具有抗光反射性的涂料(例如手机屏幕或眼镜镜片的涂层)。Alexander的疏水涂层材料是一种共聚物,能自发地微相分离。换句话说,共聚物中的聚氨酯部分给予基材一定的附着力,而比例较大的硅氧烷部分仍然停留在表面使其变得粗糙,因此它仍然是疏水的并可阻止有机物粘黏。经过各种测试发现,该体系的疏水性在很大程度上取决于表面粗糙度而不是表面氧浓度。而膜的抗微生物粘附能力可通过测量蛋白质吸附量来确定的,结果表明,微生物难以粘黏到相分离膜的表面。

    为了获得具有自洁能力的材料,要将提前合成的一种疏水性无机纳米颗粒插入到丙烯酸聚合物中,简单讲这些纳米颗粒就是附着着有机涂层的硅纳米颗粒。在这些纳米颗粒上喷涂丙烯酸薄膜可以获得最好的效果,这样可以获得一个高韧性自清洁超疏水表面。研究人员称:“这种方法效率高且成本低,因为我们使用的硅比市场中常见使用的其他材料更廉价。”

    为了获得抗反射性能,薄膜需要有一个折射率较低的基板,这可以通过提高孔隙率来实现。但孔的存在会降低抗反射表面的机械性能,这样会损害加工性能。研究人员研究了孔隙率-韧性与对应的折射率的关系,研究结果表明在这一方面是能够改善的。

    正如研究人员所说,仍然有许多的工作要进一步深入。例如,纳米颗粒往往不能完全进入空隙中,最终附着有纳米颗粒的表面也许与预想的不一致等问题。对于共聚物的抗污染性,研究人员认为早期的实验结果很理想,并且能够进行外推。但目前来说,研究还处在实验室阶段。而抗反射涂层目前也还处于研究早期,很多问题有待于解决和完善。
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