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有机—无机杂化乳液超疏水涂膜的制备及表面微观结构调控
摘要：
本文通过有机-无机杂化乳液的制备，采用界面活性剂的控制和表面微观结构调控技术，成功制备了超疏水涂膜。在对制备条件的优化中，通过对乳化剂种类及用量的调节，得到了较为理想的制备条件。在表面微观结构调控方面，通过对涂膜过程中温度、湿度等因素的控制，实现了涂膜表面的微观结构精细调控。
关键词：有机-无机杂化乳液、超疏水涂膜、界面活性剂、表面微观结构调控
一、引言
超疏水涂膜作为一种新型的涂层材料，具有抗粘附、自清洁、超疏水、高透明度等优异性能，已经成为材料科学领域的研究热点。目前，超疏水涂膜的制备主要包括化学气相沉积、离子束辅助沉积、自组装、激光抛光等方法，但这些方法均存在成本较高、制备周期长、复杂的制备工艺等问题。因此，在实际应用中，尚无法得到广泛应用。
有机-无机杂化乳液超疏水涂膜作为一种新型涂层材料，由于其制备工艺简单、成本低廉、操作简便等优势，逐渐成为制备超疏水涂层的主要方法之一。本研究旨在通过有机-无机杂化乳液超疏水涂膜的制备及表面微观结构调控，探究其制备条件、机理以及涂膜表面微观结构的调控等方面。
二、实验部分
2.1材料及仪器
苯甲酸二甲氧基硅烷、正丁基二甲基硅烷、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯醇、双氧水、氯化钠等试剂均为分析纯，无特殊说明均为国产试剂。
仪器：电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-MS)、粘度计、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)
2.2制备过程
乳液的制备主要包括四个步骤：前驱体制备、分散剂合成、前驱体分散、涂层制备。乳化剂种类及用量的调节是制备高质量乳液的关键。
2.2.1前驱体制备
将苯甲酸二甲氧基硅烷、正丁基二甲基硅烷按照一定比例混合，在搅拌下加入双氧水，反应30分钟后加入氯化钠调节pH值至3~4，过滤得到无色透明的前驱体溶液。
2.2.2分散剂合成
将十二烷基苯磺酸钠与聚乙烯醇按一定比例混合，加入适量的乙醇溶解，并在搅拌下反应约6小时，在真空干燥器中干燥得到分散剂。
2.2.3前驱体分散
将前驱体溶液缓慢滴加入分散剂中，并在超声波处理下使分散剂充分分散，得到稳定的有机-无机杂化乳液。
2.2.4涂层制备
将制备好的有机-无机杂化乳液涂覆在玻璃基板上，在温度为40℃，湿度为60%的环境下干燥，得到光滑、均匀、透明的涂层。
2.3表面微观结构调控
在涂层制备过程中，通过温度、湿度等因素的控制实现表面微观结构的精细调控。在涂覆完毕后，将干燥温度下调至30℃，并利用扫描电子显微镜对涂层表面微观结构进行分析。
三、结论
本研究成功制备了有机-无机杂化乳液超疏水涂膜。在对制备条件的优化中，通过对乳化剂种类及用量的调节，得到了较为理想的制备条件。在表面微观结构调控方面，通过对涂膜过程中温度、湿度等因素的控制，实现了涂膜表面的微观结构精细调控。
通过实验分析，发现界面活性剂对乳化剂的选择和用量有重要的影响。此外，涂层制备过程中温湿度的控制也是影响涂层表面微观结构关键的因素。在未来的研究中，可以进一步优化制备条件，探究其应用领域及商业价值。