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
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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
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