聚四氟乙烯涂层制备及润湿性研究

赵泽鹏，黎相孟,2，严鑫

(1. 中北大学 机械工程学院，山西 太原 030051；2. 西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049)

0 引言

聚四氟乙烯(PTFE)是一种含氟聚合物，因其具有低表面能、耐化学性、机械稳定性、热稳定性、光学透明性和高绝缘性等优点而闻名[1]。它被广泛地应用在疏水涂层[2]、抗摩擦磨损涂层[3]和过滤分离膜[4]等。

聚四氟乙烯浓缩分散液是含非离子表面活性稳定剂的聚四氟乙烯水相分散液，通常用作水基溶液与其他有机或无机材料共混，制备具有更加优异疏水性的复合材料。MAZHAR S I等[5]通过对聚四氟乙烯/氧化锌(PTFE-ZnO)混合乳液进行静电纺丝得到纤维毡，水接触角由102.56°提高到121.55°。ZHU X等[6]采用同轴静电纺丝方法制备了二氧化硅@聚四氟乙烯纤维膜(SiO2@PTFE)，水和油的接触角分别可达173°和134°。GAO M L等[7]在纯钛表面制备了高疏水性高耐腐蚀性碳-聚四氟乙烯(carbon-PTFE)复合涂层，水接触角可达142.3°。但是在众多的研究中，PTFE分散液只是作为实验的对照组，并没有分析其质量分数对疏水性及其他性能的影响。

本文通过旋涂法在掺硼硅表面涂覆PTFE悬浮液制备涂层。通过改变悬浮液的浓度以及旋涂转速，分析其对涂层表面形貌和润湿性的影响，之后通过施加电压分析涂层表面水接触角的变化，为疏水复合材料的制备提供参考。

1 实验

1.1 实验材料

实验基底材料选用某公司2″单抛光P型硅片，参数如表1所示；涂层材料选用聚四氟乙烯浓缩分散液(PTFE，60 wt.%，MACKLIN)。

表1 硅片参数

1.2 涂层制备

首先，使用PTFE浓缩分散液和去离子水分别配置浓度为10 wt.%、20 wt.%、30 wt.%的PTFE分散液((C2F4)n∶H2O=1∶5、1∶2、1∶1，体积分数)，在磁力搅拌机(MPLR-702)上搅拌6 h，使分散液均匀分布。……