一種共混改性超疏水表面的製備方法

2023-12-03 16:19:21 1

專利名稱：一種共混改性超疏水表面的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種共混改性超疏水表面的製備方法。
背景技術：
超疏水表面具有廣泛的應用前景，近年來已成為材料研究的熱點，已經開發了眾多不同的製備原料和工藝方法。通過模型分析，對於表面微觀結構與接觸角、滯後、浸潤狀態之間的關係也有了更深入的認識，為製備具有特殊表面浸潤性材料提供了一定的理論指導。但是超疏水表面的實際應用還未能普及，許多問題還亟待解決。
首先，簡單經濟、環境友好的製備方法有待開發。現有報導的大多數超疏水表面的製備過程中均涉及到用較昂貴的低表面能物質，如含氟或矽烷的化合物來降低表面的表面能，而且許多方法涉及到特定的設備、苛刻的條件和較長的周期，難以用於大面積超疏水表面的製備。其次，從實際應用角度考慮，現有的超疏水表面的強度和持久性差，使得這種表面在許多場合的應用受到限制。表面的微結構也因機械強度差而易被外力破壞，導致超疏水性的喪失；另外在一些場合或長期使用中表面也可能被油性物質汙染，使得疏水性變差。開發具有表面微結構可修復的超疏水表面及實現超雙疏水功能(既疏水又疏油)可能是解決實際應用問題的最佳方案。此外，從理論分析角度考慮，對於表面微結構的幾何形貌、尺寸與表面浸潤性，尤其是與滯後直接聯繫的定量研究還有待深入。最後，超疏水表面的應用領域還有待拓展，尤其是在生物領域中。在超疏水表面上具有生物活性物質如細胞、蛋白等的生長、與表面間的相互作用等都將是值得研究的內容。

發明內容
本發明要解決的技術問題是基於上述問題，本發明提供一種共混改性超疏水表面的製備方法。本發明解決其技術問題所採用的一個技術方案是一種共混改性超疏水表面的製備方法，具體步驟如下a、配製共混物將線性低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯按組分比(45 95%)(5 55%)混合配製成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物，或將線性低密度聚乙烯和聚丙烯按組分比(45 95%) : (5 55%)混合配製成線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物；b、混煉用哈克轉矩流變儀將a中配製的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物混煉成樣品，混煉溫度為195 205°C，混煉時間為5 7min,轉子轉速為55 65r/min ；C、壓片將b中的混煉後的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物樣品或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物樣品放在開放式煉膠機上進行壓片；d、壓膜調節模具厚度為0.9 I. 1_ (說明書)，模壓溫度為195 205°C，將c中壓片後形成的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物通過平板硫化機壓成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜或線性低密度
聚乙烯/聚丙烯薄膜；e、層疊壓膜調節模具模壓溫度為195 205°C，預熱時間為2 4min，保壓時間為55 65s，壓力為2. 9 3. IMPa，用平板硫化機將線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜層疊模壓在一起，或用平板硫化機將線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜與聚丙烯薄膜層疊模壓在一起；f、層間剝離用鉗子將e中模壓疊在起的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜進行剝離，得到帶有纖維狀結構的線性低密度聚乙烯/線性 低密度聚乙烯薄膜的超疏水表面；或用鉗子將e中模壓疊在起的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜與聚丙烯薄膜進行剝離，得到帶有纖維狀結構的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜的超疏水表面；g、測量超疏水表面的接觸角、滾動角組分比(60 80%) : (20 40%)的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯超疏水表面的接觸角> 150°，其滾動角 150°，其滾動角< 10°。本發明的有益效果是採用簡單共混剝離方法，製備出了線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物超疏水薄膜，操作簡單，成本較低，可與聚合物的壓延工藝相結合，大規模、低成本生產各種聚合物超疏水薄膜。


下面結合附圖對本發明進一步說明。圖I是組分比90g: IOg的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖2是組分比80g:20g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖3是組分比70g:30g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖4是組分比60g:40g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖5是水滴在傾斜的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面滾動的視頻截圖一；圖6是水滴在傾斜的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面滾動的視頻截圖二 ；圖7是組分比90g: IOg的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖8是組分比80g:20g的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖9是組分比70g:30g的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖10是組分比60g:40g的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面的掃描電子顯微鏡圖片；圖11是水滴在傾斜的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面滾動的視頻截圖一；圖12是水滴在傾斜的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜表面滾動的視頻截圖二。
具體實施方式

現在結合具體實施例對本發明作進一步說明，以下實施例旨在說明本發明而不是對本發明的進一步限定。實施例I :按混合物總量為100g，將線性低密度聚乙烯與線性低密度聚乙烯按90g :10g或80g 20g或70g 30g或60g 40g或50g 50g混合，用LH60哈克轉矩流變儀進行混煉，混煉溫度為200°C，混煉時間為6min，轉子轉速為60r/min，將混煉好的樣品放在開放式煉膠機上壓片，製成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物。用平板硫化機模壓線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜，模具厚度為1mm，模壓溫度為200°C。將線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜用平板硫化機層疊壓膜，模壓溫度為200°C，預熱時間3min，保壓時間60s，壓力為3MPa。將模壓在一起的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜用鉗子剝離，獲得帶有纖維狀結構的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯超疏水表面，對線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜進行電鏡掃描和接觸角、滾動角測量。組分比為90g: IOg的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面表面纖維狀結構較少且稀疏，接觸角為149°，如圖I示。組分比為80g 20g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面纖維狀機構大而密集，表面有許多起支撐作用的倒刺，接觸角為150.6°，如圖2示。組分比為70g:30g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面纖維狀機構大而密集，表面有許多起支撐作用的倒刺，接觸角為152°，如圖3示。組分比為60g 40g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜表面纖維狀機構大而密集，表面有許多起支撐作用的倒刺，接觸角為155°，如圖4示。組分比為50g 50g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜兩相間結合緊密，無法揭開，不能形成疏水結構。綜上可見，當加入線性低密度聚乙烯含量為IOg時，接觸角為149°，線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯表面未達到超疏水；當加入線性低密度聚乙烯含量在20g 40g時，隨著線性低密度聚乙烯含量的增加，表面纖維狀結構逐漸密集並開始變大，表面有許多倒刺，起支撐作用，接觸角> 150°，有較好的超疏水性；當加入線性低密度聚乙烯含量增加到50g時，兩相間結合緊密，幾乎無法揭開，不能形成疏水結構。將組分比為80g 20g或70g 30g或60g 40g的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜傾斜7°，用攝相機拍攝水滴在薄膜表面滾落的過程，如圖5、圖6示，只要傾斜很小的角度水滴就會從表面滾落，線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯超疏水薄膜呈現的滾動角 150°，有較好的超疏水性；當加入聚丙烯含量增加到50g時，兩相間結合緊密，幾乎無法揭開，不能形成疏水結構。將組分比為80g :20g或70g :30g或60g :40g的線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物薄膜傾斜7°，用攝相機拍攝水滴在薄膜表面滾落的過程，如圖11、圖12示，只要傾斜很小的角度水滴就會從表面滾落，線性低密度聚乙烯/聚丙烯超疏水薄膜呈現滾動角< 10° ,薄膜具有很好的超疏水性能。以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。
權利要求
1.一種共混改性超疏水表面的製備方法，其特徵是具體步驟如下 a、配製共混物將線性低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯按組分比(45 95%)(5 55%)混合配製成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物，或將線性低密度聚乙烯和聚丙烯按組分比(45 95%) (5 55%)混合配製成線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物； b、混煉用哈克轉矩流變儀將a中配製的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物混煉成樣品，混煉溫度為195 205°C，混煉時間為5 7min,轉子轉速為55 65r/min ； C、壓片將b中的混煉後的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物樣品或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物樣品放在開放式煉膠機上進行壓片； d、壓膜調節模具厚度為O.9 I. lmm(說明書)，模壓溫度為195 205°C，將c中壓片後形成的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯共混物或線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物通過平板硫化機壓成線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜或線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜； e、層疊壓膜調節模具模壓溫度為195 205°C，預熱時間為2 4min，保壓時間為55 65s，壓力為2. 9 3. IMPa，用平板硫化機將線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜層疊模壓在一起，或用平板硫化機將線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜與聚丙烯薄膜層疊模壓在一起； f、層間剝離用鉗子將e中模壓疊在起的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜與線性低密度聚乙烯薄膜進行剝離，得到帶有纖維狀結構的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯薄膜的超疏水表面；或用鉗子將e中模壓疊在起的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜與聚丙烯薄膜進行剝離，得到帶有纖維狀結構的線性低密度聚乙烯/聚丙烯薄膜的超疏水表面； g、測量超疏水表面的接觸角、滾動角組分比(60 80%):(20 40%)的線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯超疏水表面的接觸角> 150°，其滾動角 150°，其滾動角<10。。
全文摘要
本發明涉及一種共混改性超疏水表面的製備方法，具體步驟包括a、配製共混物，b、混煉，c、壓片，d、壓膜，e、層疊壓膜，f、層間剝離，g、測量超疏水表面的接觸角、滾動角。本發明的有益效果是採用簡單共混剝離方法，製備出了線性低密度聚乙烯/線性低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯/聚丙烯共混物超疏水薄膜，操作簡單，成本較低，可與聚合物的壓延工藝相結合，大規模、低成本生產各種聚合物超疏水薄膜。
文檔編號C08L23/06GK102909813SQ20121039029
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月15日 優先權日2012年10月15日
發明者張振秀 申請人:常州海川卓越密封材料有限公司