自润滑超疏水涂层的可控构筑及其自润滑抗磨机制研究
编号:131
稿件编号:135 访问权限:仅限参会人
更新:2025-04-09 14:25:37 浏览:43次
口头报告
摘要
仿荷叶超疏水涂层在防腐防冰自清洁减阻防污领域有诱人的应用前景,但其较差的机械耐久性限制了实际应用。近年来,国内外学者提出的结构设计、材料筛选、界面强化和自修复机制建立等策略,显著提升了耐磨性。但对与耐磨性直接相关的摩擦面的研究较少,其对耐磨性影响不清晰。本研究拟利用低表面能润滑材料聚四氟乙烯(PTFE)颗粒,改善超疏水涂层的耐磨性。首先将聚酯树脂与PTFE充分熔融共混、喷涂、固化,制备具有微纳多级结构的粗糙表面。接触角测试、水滴弹跳测试、结构表征结果表明成功制备了具有丰富微纳结构的超疏水涂层。测试了不同PTFE含量下超疏水涂层的疏水性和耐磨性。当平均粒径为1um的PTFE微纳米颗粒在涂层中用量为20 wt.%时,涂层水接触角为161°,滚动角为8°。经220#砂纸在9.8kPa的力下摩擦100次后接触角降到150°以下。摩擦接触应力为3N、振幅为3mm、往复频率为2hz时摩擦系数为0.01。此外,在涂层中添加疏水SiO2纳米颗粒可降低达到超疏水所需PTFE的用量,还可进一步提升疏水性和耐磨性。SiO2用量为1%时,含10%PTFE的涂层即可达到162°的水接触角和2°的滚动角。相同摩擦磨损条件下,摩擦系数为0.11,水接触角降低到150°的砂纸摩擦循环次数提升到180次。在摩擦过程中,超疏水涂层含PTFE的碎屑在摩擦表面积聚,并在对摩副上形成含氟转移膜,产生了良好的自润滑作用,不仅有助于降低摩擦副间的直接接触,还能通过层间滑动降低摩擦系数。而SiO2可丰富纳米级精细结构,又在摩擦过程中参与转移膜的形成,提升涂层整体的承载力和耐磨性。
发表评论