无氟材料超疏水表面的固液减阻原理及性能

派旗纳米 发布时间:2022/01/01 浏览次数:1611 分类:行业资讯

超疏水表层因其特有的微结构二元协作构造及憎水性特点，在非均相页面高效率减阻行业具备广泛运用。目前的超疏减阻表层大多数选用传统式氯化物分子结构层做表层装饰，但碳和氟中间的强极性键，不容易溶解，对身体及绿色生态具备潜在性危害。

针对超疏水表层的制取，常见氯化物而针对制冷剂r32超疏水表层以及减阻特性科学研究很少。本次黑龙江大学的邱成军专家教授研究组明确提出一种可完成非均相页面减阻的制冷剂r32超疏水表层的制取新方式，取代氯化物的改性材料应用，处理环境保护及绿色生态的问题。

一、超疏表层减阻原理及表现

用以非均相页面减阻的超疏表层制取关键有:

1：在低表面亲水性原材料表层产生微结构数量级的不光滑构造;

2：在高表面亲水性固态表层制取微结构构造组成超亲水性表层，再开展外表改性材料装饰为超疏水表层。

润滑性表现： KRÜSS的DSA 100出液样子分析仪器

二、超疏表层制取方式及功能测试

1、非均相页面减阻的微结构构造制取

制取上，将 5052 铝合金切成长方型试品。打磨砂纸打磨抛光除去表层被氧化层，各自用 3 M 硫酸开展不一样時间的浸蚀，铸造出微结构数量级的不光滑表层，烘干处理。

从润滑性上看，将试品在盐酸溶液中浸蚀 1，5，15，20 min，表面张力各自为 70°，55°，0°，0°，由亲水性表层变化为超亲水性表层。依据 Wenzel 基础理论融合陈氏方程式，液态彻底渗透到不光滑表层的阶梯构造中，在其中固态表层不光滑因素一直超过 1，针对本方式中铝合金型材亲水基底，扩大外表粗糙度提升吸水性成超亲水性表层，经低表面装饰后疏水性则就越好，改性材料成超疏水表层。

图1. 在 3M 硫酸中各自离子注入不一样時间的 SEM 外貌

2、制冷剂r32成分制取及装饰

无需氯化物，立即使用具备疏水性且成本低的铬绿和碳黑对铝合金型材开展表面装饰。碳黑的含量与表层表面张力的转变如下图 2所显示，伴随着碳黑的质量浓度提升，表层的静态数据表面张力先增加再缩小。当碳黑分散化液质量浓度的提升从 0.05 ～ 2.00% ，表层静态数据表面张力展现增长的发展趋势，但表面张力均低于 150°。

图2.不一样质量浓度碳黑镀层的表面张力转变

剖析缘故，粘附在多孔结构上的碳黑颗粒物较少，表层未被亲水性的碳黑彻底遮盖。当碳黑分散化液质量浓度为 10% ，表层静态数据表面张力做到连续函数155°，翻转角为1. 38°，外部经济外貌图如图 3 所显示，碳黑颗粒物多以细微团簇的方式存有。当炭黑质量浓度再次提升表面张力反倒降低，由于很多碳黑经涂敷表层后，企业总面积上的碳黑颗粒物数过多，不但减少了纯天然松脂镀层的黏附力，还减少了多孔结构的表面粗糙度，因此10% 为碳黑装饰饱和溶液最好质量浓度。