工业化超疏水TiO2涂层的简易制备和性能研究

李 洋， 王现英， 徐京城

（上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093）

表面浸润性能是固体材料最重要的理化性质之一，它是由材料表面的化学成分和微观形状决定的[1]，一般用接触角和滚动角来表征液体对固体的润湿程度。把CA大于150°、RA小于10°的固体表面称为超疏水表面[2]。近年来，研究者高度重视超疏水表面理论研究和应用潜力，通过各种方法制备出超疏水表面。超疏水表面具有独特的性能，如自清洁、油水分离、抗菌制造、减阻、耐腐蚀等[3-6]。这种超疏水表面可以应用在许多日常使用的物件上，例如各种建筑物和车辆玻璃、太阳能电池板、织物、金属、纸张、海绵和木材等[7]。然而，由于超疏水表面稳定性较差，在生产、生活中的不同环境下，超疏水表面很容易被破坏，导致疏水性丧失，使其在生产、生活方面的使用受到限制。

通常可以通过两种方式获得超疏水表面：（1）降低表面能[8]，即通过沉积一层低表面能的化学物质可以有效地降低表面能，包括氟化氧基硅烷、烷氧基聚合物等物质；（2）制造具有微-纳米结构的粗糙表面[9]。降低表面能的技术基本已经成熟，制备微-纳米粗糙表面则是制备超疏水表面的难点，近年来，已经报导了多种方法来制造粗糙结构以增强表面疏水性，例如溶胶-凝胶法[10]、静电纺丝法[11]、等离子处理[12]、模板法[13]、气相沉积法[14]、相分离法[15]、自组装法[16]以及喷涂法[17]等，但上述制备方法大部分需要在复杂的实验室设备和严格的工艺控制条件下进行，且制备过程复杂，并需要有毒物质（主要为含氟硅烷）参与反应，无法大面积制备，从而限制了超疏水涂层在工业生产领域的广泛应用。……