Page 79 - 2025年7月防腐蚀专辑
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等:具有自修复功能的超疏水防腐涂层性能研究

             离开,其WCA高达163°。                                     2. 3  自修复 疏水涂层的附着力
             2. 2  自修复 疏水涂层的自修复性                                     涂层的附着力测试结果如图 4所示。

                 图 3 显示了涂层划伤和在 50 ℃下修复 2 h 后的
             表面CLSM图 。

               38.9°                     161°


                                   50℃                                         500 μm                  500 μm
                            1 282. 496 μm            2 573. 124 μm
                                   2 h                              (a)—  1(×100)           (b)—  2(×100)
               0                                                          自修复超 水涂层的附着力测试SEM图像
                                         0                           图4
                         1 287. 008 μm                          Fig. 4  SEM  images  of  self-healing  superhydrophobic  coatings
                                                   2 575. 177 μm
                 (a)—  表面                (b)—修复后的表面                   for adhesion testing
                  图3 超 水涂层修复前后的CLSM图像和WCA
                                                                     从图 4可以看出,胶带剥离测试后,在“+”处未发
             Fig. 3  CLSM images and WCA of the superhydrophobic coating
                                                                现有金属基体漏出现象,颗粒也未发生明显脱落,因
                   before and after healing
                                                                此该复合涂层的附着力评价为 0级。
                 从图 3 可以明显看到,对于划伤的涂层表面,加
                                                                2. 4  自修复 疏水涂层的耐 性
             热 2 h 后划痕完全 合,仅留下很小的缝隙,划痕周
                                                                     超疏水涂层的耐磨性被认为是影响涂层使用寿
             围的变形区域也基本恢复到原来的形态。当加热到
                                                                命的重要因素,图 5为自修复超疏水涂层的耐磨性试
             玻璃化转变温度以上时,SMP的固定开关段被重新激
                                                                验结果。
             活并恢复 弹性行为,使变形的涂层恢复到原始化
                                                                     从图 5 可以看出,磨损长度为 2 000 cm 时涂层仍
             学交联状态 。在涂层破坏后,破坏部分的微纳米结
                       [17]
                                                                保持超疏水性能。当磨损长度达到 1 000 cm(20个循
             构遭到破坏,并漏出金属基体,因此破坏区域的 WCA
                                                                环)、1 500 cm(30 个循环)和 2 000 cm(40 个循环)时,
             发生明显下降,为 38. 9°。通过热处理后,SMP/纤维                      涂层的 WCA 分别为 158. 2°、153°和 150. 2°。通过
             复合膜由于热塑性重新达到了流动状态,将破坏处                             SEM 观察磨损前后的涂层可以发现,大量颗粒黏附
             的裂纹重新修复,当温度下降后涂层再次发生固化,                            在涂层表面,部分颗粒聚集,形成微纳结构,赋予涂
             修复后的涂层表面的低表面能未被破坏,同时微纳                             层超疏水性。涂层磨损 2 500 cm(50个循环)后,硅藻
             米结构又得到恢复,此时自修复后的涂层表面的                              土颗粒数量大幅减少,涂层表面变得光滑,露出纤维
             WCA 重新达到 161°,说明涂层的超疏水性得到修复。                       形貌,此时涂层已失去超疏水性能。然而少量的硅藻
             由此可见,涂层表面形态的自修复效应对于其表面                             土颗粒仍然让涂层保留了一定的疏水特性,并在后续
             疏水性的修复起到至关重要的作用。                                   对金属的保护中发挥作用。磨损距离达到 3 000 cm


                  (a)                   (b)



                                                                             水接触角/
                   500×       100 μm     1 000×    50 μm            (°)


                  (c)                   (d)





                   250×       200 μm     200×      200 μm
                                                                                   损循环次数

                  (a)~(d)—分 为 损20、30、40、50个循环的SEM图                     (e)—水接触角 着 损循环个数的变化
                                                图5 自修复超 水涂层的 损测试
                                      Fig. 5  Abrasion testing of self-healing superhydrophobic coatings
                                                                                                          76
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