Page 51 - 涂层与防护2019-02
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张晓辰，等：POSS/丙烯酸酯复合材料的合成及在疏水中的应用研究进展



           同表面化学成分的多孔膜， 同时对多孔膜进行剥离，
           制备枕形膜。 实验结果表明，多孔膜为疏水表面，枕形
           膜为超疏水表面，水接触角可达 160°，这是由于枕形
           膜的针状结构。 同时分析了水滴在静、动态条件下与
                                        [45]
           枕形膜和多孔膜表面接触的原理 。

           4 POSS 丙烯酸酯随机共聚物


               POSS 丙烯酸酯随机共聚物大多采用常规自由基
           聚合方法制备。 Xue 等        [46] 以 MMA 和甲基丙烯酸酯基
           异丁基低聚倍半硅氧烷（MAPOSS）（质量比为 １∶１）为
                                                                             图 5 PAC 的分子结构式
           原料，以 4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)（ACVA）为引发剂，
           通过常规自由基聚合反应合成了 POSS-PMMA 共聚                         丙烯酸酯基异丁基 POSS) 的随机共聚物 （PMMA-co-
           物。 以体积比为 1∶1 的二甲基甲酰胺（DMF）和 THF 为                    PMAAM-co-PMAPOSS）。 结果表明，随着 MAPOSS 含
           混合溶剂制备共聚物溶液，通过静电纺丝法制备的纤                             量的增加，疏水性增强。
                                                       [47]
           维表面水接触角高达 165°，滑动角低至 6°。 Li 等 以
           MMA、BA、HEMA 和 MAPOSS 为原料， 采用自由基溶                    5 结语
           液聚合法合成了 POSS 丙烯酸共聚物（PAC）（见图 5）。
           将合成的 PAC 溶于乙酸乙酯中制备含共聚物 10%的                             本文综述了多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）用于
           半透明溶液，采用喷涂法，在玻璃衬底上可形成超疏                             增强疏水性能的丙烯酸酯聚合物复合材料的最新进

           水的丙烯酸酯共聚物(SPAC)表面。 SPAC 表面的水接                       展，重点介绍了 POSS 作为疏水单元，提高复合材料的
           触角可达（158±3.5）°，滑动角（SA）小于 3°，表现出突                    疏水性，其机理是 POSS 体积大，有利于提高表面粗糙
                            [48]
           出的超疏水性。 Pi 等采用常规溶液自由基聚合法合                           度。 特别是含氟 POSS（F-POSS）表面能低，且易于向表
           成了聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸羟                            面迁移，提高了表面粗糙度。 将 POSS 采用物理或共聚
           乙酯-全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯-甲基丙烯酸十八                             的方法与丙烯酸酯复合， 合成不同结构的 POSS/丙烯
           酯-甲基丙烯酸酯基异丁基八面低聚倍半硅氧烷）（P                            酸酯复合材料，在一定程度上解决了 POSS 成本高、光
           (MMA-BA-HEMA-FMA-SMA-MAPOSS)）。 以 THF 为              学透明性差、倾向于从溶液中沉积等的缺点，同时提
           溶剂， 采用浸涂法制备了一种超疏水/超亲油棉织物。                           高了物理性能。 合成的 POSS/丙烯酸酯复合材料，采用
           当聚合物溶液质量浓度为 0.5%时，所得棉织物的水接                          静电纺丝法、呼吸图法等制备的薄膜表面，可进一步
           触角可达到（157.75±1.4）°，并能保持稳定。 同时该棉                     提高表面粗糙度，使表面具有超疏水性。
           织物即使在乙醇中超声处理或热处理，以及经酸性或                                 虽然 POSS 用于增强疏水性能已经开发出了许多
           碱性液体处理也能保持其超疏水性能。                                   实用的办法，但在未来发展中仍存在许多挑战。 首先，
                          [49]
               此外，Ma 等 以甲基丙烯酸酯基异丁基低聚倍半                         POSS 的合成方法较复杂，不易控制，合成条件苛刻。
           硅氧烷（MAPOSS）和甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为                        第二，POSS 的商业化还处于起步阶段，到目前为止市
           原料，经自由基聚合制备了多面体低聚硅氧烷（POSS）                          面上的产品仍然很少。 此外 POSS 的价格也很高，不利
           基甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）杂化共聚物，该共聚                           于大规模的制备。
           物制备的涂膜水接触角可达 112°。 这是因为 MAPOSS
           体积大， 使 P(GMA-MAPOSS)膜获得了非常均匀的微                                        参考文献
                                                 [50]
           观粗糙形貌，且没有任何团聚现象。 Yeh 等 采用本体                         [1]  KAWAKAMI Y, KAKIHANA Y, MIYAZATO A, et al.
           聚合法合成了一系列含有少量 MAAM 和 MAPOSS 单                           Polyhedral Oligomeric Silsesquioxanes with Controlled
           体的聚 (甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酰胺-co-甲基                            Structure: Formation and Application in New Si -Based



                                                                     探索研究 RESEARCH AND DEVELOPMENT        35
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