聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，PTFE)因具有优异的电、热、化学稳定等性能，在高频电子、油水分离和表面自清洁等领域具有广泛的应用前景。然而，由于PTFE表面能极低、附着力差，大大限制了其应用范围。激光表面改性技术具有区域选择性好、效率高、柔性化程度好等优点，被广泛地应用于改善材料表面物理和化学性能。当前激光改性PTFE的研究主要集中于超短脉冲(如飞秒量级)和短波长(≤300nm)激光上。皮秒和纳秒激光因成本相对较低、易维护，已在相关领域得到了广泛应用，但其在PTFE表面物理、化学性能的改变及应用方面研究较少，尤其是未见其改性对PTFE表面润湿性的调控机理和规律的相关报道。因此，本文系统研究了皮秒和纳秒激光改性对PTFE表面润湿性的调控机理，并对相关的调控规律和在油水分离、表面自清洁、表面金属层的结合强度方面的应用进行了深入探讨，取得的主要成果和结论如下：
　　(1)研究了单脉冲和平行线扫描模式下，不同激光(即皮秒紫外激光、皮秒红外激光和纳秒紫外激光)改性PTFE的作用机理。通过表面微观形貌分析，首次提出了1064nm皮秒脉冲激光刻蚀PTFE机理是以光热作用为主，355nm皮秒脉冲激光刻蚀PTFE是以光化学作用为主，而355nm纳秒脉冲激光刻蚀PTFE为光热和光化学的协同作用。
　　(2)研究了网格扫描和平行线扫描方式下，不同激光改性对PTFE表面润湿性变化的影响规律。结果表明，在网格扫描模式下，随着激光加工参数的单一变化，三种激光改性后PTFE表面润湿性呈现出相似的变化规律，这是由改性后PTFE表面相似的微观形貌演变造成的。其中，皮秒紫外激光通过刻蚀扫描线间距的改变，能在PTFE、PDMS和PVDF表面实现水粘附力(即水滚动角从2°到90°)连续且精确调控，表明该改性方法具有一定的通用性。在平行线扫描模式下，通过激光扫描线间距的改变，三种激光均能在PTFE表面实现各向异性超疏水性的构建。其中，皮秒紫外激光改性后PTFE表面的水滚动角各向异性最大为17.5°，大于皮秒红外激光的14.6°和纳秒紫外激光的11.8°的水滚动角各向异性。
　　(3)为了拓展PTFE的应用范围，分别研究了激光改性PTFE在油水分离和表面自清洁方面的应用。结果表明，在油水分离方面，首次发现通过表面可控钻孔和可控改性，能实现PTFE薄膜油水分离效率的可控调节。改性后，当PTFE薄膜的表面粗糙度Ra大于4.9μm(膜孔直径为180μm)或微孔直径不超过180μm(Ra=5.8μm)时，其油水分离效率均超过98.0%，显示良好的油水分离性能。同时，经过40次循环使用、腐蚀性实验和不同油水混合物的分离测试，所制备的PTFE薄膜的油水分离效率还能保持98.0%以上，表明其稳定性和适用性良好。在表面自清洁方面，发现所制备PTFE薄膜具有良好的表面自清洁能力，同时，使用ANSYS软件对表面自清洁过程中等体积液滴的聚结诱导反弹过程进行了模拟，模拟的准确度超过了90%，表明数值模型存在较高的可靠性。
　　(4)针对PTFE表面与金属镀层结合强度差的问题，研究了不同激光改性对提高PTFE表面与铜层结合强度的影响。结果发现，在合适激光参数下，皮秒紫外激光改性后PTFE与铜层的结合强度最大可达6.8MPa，为现有文献报道的2-3倍，明显优于皮秒红外激光和纳秒紫外激光的结果。同时，利用响应曲面分析法，研究了激光改性参数对金属铜层结合强度的影响，建立了金属铜层结合强度与激光参数的数学模型；与实际测试结果相比，该模型的预测误差小于10%，表明该模型的可靠性高。
　　综上所述，本文通过激光改性对PTFE表面润湿性和应用性相关规律和机理的系统研究，深化和丰富了激光与PTFE相互作用的理论体系，拓宽了PTFE的实际应用范围。