Page 58 - 精细化工2019年第10期
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·2024·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            或是黏稠度较大的液体，如沐浴露、蜂蜜等对塑料                             后浸润润滑液得到润滑表面，该表面疏水、疏油并
            包装内壁的粘附十分明显，日化产品中含有的表面                             对黏稠及含表面活性剂液体具有防粘附性。制备的
            活性剂会降低液体的表面能，同时表面活性剂吸附                             微观结构和基底为一体，不易脱落，且工艺简单、
            在包装表面会改变其表面性质，这为该类产品的防                             成本低廉，具有大规模应用前景。
            粘附表面设计增加了难度            [3-5] 。
                        [6]
                 Wong 等 通过仿生猪笼草设计了润滑液灌注多                       1    实验部分
            孔表面 SLIPS，该润滑涂层相比仿生荷叶设计的反润
                                                               1.1    试剂与仪器
            湿表面具有防粘附性好、不受压力及振动影响的优                                 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，分析纯，Sigma
            点 [7-8] 。如何在基底构建微结构是基于 SLIPS 理念设                   奥德里奇有限公司；无水乙醇，分析纯，国药集团
                                        [9]
            计润滑涂层的关键。Brown 等 通过呼吸法在表面
                                                               化学试剂有限公司；全氟聚醚（Krytox GPL 101），
            形成蜂窝结构，制备的润滑涂层对十六烷的倾斜角
                                                               工业级，长沙志轩化工产品有限公司；砂纸（80、
            为 4±2，但呼吸法对湿度要求严格且不适用于聚乙                         150、240 目），工业级，佛山市裕豪鑫工具有限公司。
            烯等基材。Yong 等      [10] 利用飞秒激光技术得到微观结                    JC2000D1 型接触角测量仪，上海中晨数字技术
            构而制备的润滑涂层对水的接触角滞后值为 0.6，                          设备有限公司；ALPHA-T  型傅里叶红外光谱仪，
            由于飞秒激光技术成本高，增加了其大规模应用的                             德国 BRUKER  OPTIK  GMBH 公司；SU  1510 型扫
            难度。陈捷      [11] 制备的短玻纤/氟硅溶胶/环氧润滑涂                  描电镜，日本日立株式会社；SJ-210 型表面粗糙度
            层对水的接触角滞后值为 2.2，但涂层对基底的粘                          测量仪，日本三丰公司；CL-1000 型紫外交联仪，
            附强度未测试。水稻叶面具有定向疏水性，即水珠                             美国 UVP 公司；KQ-250 型超声波清洗器，昆山超
            沿着叶片边缘方向易滚动而垂直方向较难滚动                      [12] ，   声仪器有限公司；电热恒温 9140A 型鼓风干燥箱，
            这是由于表面的乳突微结构沿着叶子边缘方向排列                             上海精宏实验设备有限公司。
            而垂直方向无序        [13] 。在实际生活中，对于包装瓶内                 1.2   方法
            的液体产品只需其沿着瓶身单方向尽快流到瓶口，                             1.2.1    构造粗糙表面
            水稻叶面的定向疏水性以及猪笼草的润滑表面为防                                 将厚度为0.8 mm的PP片材切割成25 mm 25 mm
            粘附表面的设计提供了新思路。                                     和 25  mm75  mm，然后用 80、150、240 目砂纸分
                 本文采用砂纸在常见包装塑料表面定向打磨得                          别对塑料片材进行打磨，得到不同粗糙度表面。操
            到导向性的粗糙微结构并进一步用氟硅烷处理，最                             作示意图如图 1 所示。














                                                 图 1    润滑涂层制备示意图
                                      Fig. 1    Schematic diagram of lubrication coating preparation

                 将塑料片材用双面胶固定在平面上，将砂纸光                          置。在波长为 185 nm 的紫外光照射下可将氧分子分
            滑背面与砝码（5、10、20  kg）底面粘贴，沿水平                        解为氧原子并合成臭氧，反应式如下                 [14] ：
            方向拉动砂纸，按照相同方向重复此操作 2~6 次。                                           O 2   →  O + O
                 再将打磨后的片材裁切掉边缘得到 20  mm                                        O + O 2   → O 3
            20 mm、20 mm70 mm 的样品，分别用洗涤剂、乙醇                        在波长为 254  nm 的紫外光照射下臭氧分解为
            对制得的样品清洗，然后用去离子水超声清洗 30 min，                       氧原子和氧分子，氧原子与基材表面的水反应生成
            将片材放置在 55  ℃的烘箱中烘干。                                •OH 吸附在基材表面，反应式如下              [15] ：
            1.2.2    表面功能化                                                      O 3   →  O + O 2
                 将上述塑料片材放置在紫外交联仪中进行紫外/                                       O + H 2 O  →  2•OH
            臭氧（UV/Ozone）处理 15 min，其中波长为 185 nm                     在两种波长紫外光照射下，伴随臭氧的合成与
            的灯管 3 支、254 nm 的灯管 2 支，两种灯管交替放                     分解，产生大量的氧原子，从而可产生大量的•OH，
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