PVDF防污自洁膜的制备及其在PVC膜材上的应用

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:halfmile
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着膜结构的广泛应用,人们对膜材的性能要求越来越高,制备功能化、智能化的膜材是膜材发展的必然趋势。膜材大多用作大型建筑的屋顶材料,被空气中的污染物沾污后,不易进行清洗和维护。若能制备出具有防污自洁功能的膜材,在使用过程中依靠风力或雨水冲刷就能保持自洁,不仅可使膜材美观、透光性好,而且可大大节省建筑膜材表面的清洗和维护工作。目前国内防污自洁处理剂还主要依赖于进口,研制出具有良好防污自洁功能的PVDF面层的PVC膜材,对打破国外的技术封锁,促进该类膜材在我国的开发和应用具有很重要的学术意义和商业价值。   本研究基于“荷叶效应”原理,采用PVDF溶液涂层法制备出表面具有微米结构的PVDF膜。利用等离子体、碱液、碱/醇溶液对PVDF膜进行亲水改性,然后再在其上沉积烷基氯硅烷,可制备出表面具有微米-纳米双重结构的PVDF膜。   首先仿效荷叶表面的微米乳突形状探索了PVDF膜的制备工艺,找出最佳制膜工艺如下:将质量浓度为5%的PVDF粉体溶解于DMF溶液中,搅拌均匀后涂在玻璃板上,在90℃条件下烘干。该方法制备的PVDF膜由直径约为7.5μm的光滑微球构成,微球高度约为5μm,微球间距为4μm。   经微波或辉光氧等离子体处理后PVDF膜表面与水的接触角显著降低。选用甲基三氯硅烷为沉积浴,用微波氧等离子体加强化学浴沉积和化学气相沉积的方法制备的PVDF膜表面接触角分别为156.6°和155°,滚动角均为4.3°。采用二甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷的混合溶液为沉积浴,用辉光氧等离子体加强化学浴沉积和化学气相沉积制得的PVDF膜表面接触角分别为155°和148°,滚动角分别为2°和4°。   NaOH溶液、KOH/乙醇溶液对PVDF膜进行亲水改性,均能显著降低膜表面的接触角,且不影响PVDF膜本身的厚度和拉伸强力。NaOH辅助化学浴沉积制得PVDF膜表面接触角为157°、滚动角<1°;KOH/乙醇辅助化学浴沉积制得PVDF膜表面接触角为154°、滚动角为4°;人工加速老化试验表明该两种方法制得的PVDF膜表面都具有良好的耐候性能,KOH/乙醇辅助化学浴沉积制得的PVDF膜透光性较好。   为了将具有防污自性性能的PVDF膜用作PVC膜材面层,在空气湿度为40%的条件下,将80℃的聚氨酯胶粘剂均匀涂布在PVC膜材上,涂布厚度0.192mm,然后将化学浴沉积制备的超疏水PVDF膜层压在PVC膜材上,常温固化5h,获得的PVDF/PVC膜材具有较高的粘结强度,且层压过程未影响PVDF膜的接触角。   PVDF膜粗糙结构中的微米结构对膜表面的疏水自洁起到两种作用:一是可在液滴和膜之间形成气垫;二是可使膜表面的纳米结构呈不同高度排列,促使三相接触线呈不连续状,减小接触角滞后。创建纳米结构模型,研究了粗糙参数,m(d/r)、n(h/r)和润湿比例k(h1/0.5h)对液滴在粗糙表面润湿性能的影响,推导出了含有粗糙参数的Wenzel和Cassie润湿方程:   最后初步探索了利用飞秒激光制备具有微米粗糙结构的金属模板,再在其上涂覆PVDF溶液制膜,可得到具有微米结构的PVDF膜表面,膜表面的接触角为122°。在今后的研究中,可继续研究利用微米-纳米金属模板制备超疏水PVDF膜的可行性。
其他文献
沿袭与变革这两种运动方式是中国传统文化的表征,体现了中国传统文化深层的影响,作为中国传统文化的物质表现的服饰文化亦不能免。   本文通过对中国古代服饰文化发展历史的
非对称角接结构是两板厚度不同的特殊T型钢角接结构,该结构在工业等领域应用非常广泛。在焊接过程中,非对称角接板因两板厚度不同而使得热量分配不均,按对称焊缝结构的焊接方
纤维增强复合材料因其具有较高的比强度、比刚度而越来越多地应用在航空航天,汽车等其他领域。但其基本构造形式大多为层合结构,铺层过程中存在缺少增强纤维等问题。当层合板
仿生青蛙跳跃机器人由于其越障能力强,能适应不同的地表,具有很强的环境适应能力,已经成为目前国内外研究的热点。本文在对生物青蛙肌骨骼系统进行研究的基础上,采用气动肌肉作为
山东沂蒙地区的传统民间服装服饰文化,是齐鲁传统文化的一个重要组成部分。沂蒙地区作为一个文化地理学意义上的区域,在具备了传统汉文化特征的基础上,又具有自己独有的文化特征
机器人系统的碰撞问题是实际工程技术中一个重要的研究课题,碰撞会影响系统运行的精度和稳定性,引起机器人系统动力学形态的巨大变化。同时,碰撞过程中产生的较大冲击力可能
扁平丝是经特殊技术制成的纱线,色彩丰富,闪光效果好,具有良好的辅助服用性能和特有的装饰效应,它不仅拥有良好的外观表现力,使面料充分体现出流行的特质,而且丰富了纺织品的
本文针对60AT4异纤检测设备中喷管剔除软杂质,导致的落棉量大和能量损失严重的问题进行了分析研究,并对除尘装置流场的负压导致硬杂质产生吸附作用,从而无法剔除的问题进行了深
超环面机电传动是一种集成行星传动技术和蜗杆传动技术的新型机电传动方式,实现了动力装置与减速机构的结合,使得机电传动技术得到更大的简化。由于超环面机电传动系统具有的特殊优势,在未来发展方向上具有很广泛的应用前景。本文从超环面机电传动的结构特点、中心蜗杆电磁场计算、行星轮磁场计算、环面外定子磁场计算等方面进行了深入的研究。对中心蜗杆磁场进行了数值解析计算与Maxwell有限元仿真分析,得到了蜗杆内定子