Page 124 - 《精细化工》2021年第10期
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·2054· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
改性成功获得了 OTMS-SiO 2。由图 6b 可以看出， 由图 7 可见，涂覆 SI 的 PE 基材的表面光滑透
OTMS-SiO 2 的引入在 450 ℃以下降低了分解速率， 明， 测得 去离 子水 的接 触角 为 110° 。而
但在 450 ℃以上复合涂层改性 SiO 2 表面接枝的十 SI/OTMS-SiO 2 涂覆的 PE 基材表面呈现出细小的颗
八烷基硅烷的分解造成的质量损失较为明显，说明 粒状凸起，测得去离子水的接触角为 154°，滚动角
制备的复合涂层具有良好的热稳定性，可以耐 400 为 7°，并且可以观察到，水滴由于表面张力的作用
℃左右的高温，但在 500 ℃以后 SiO 2 表面的疏水长 在超疏水表面成更圆的球，且稍一振动水滴即从表
链烷烃基团基本完全分解，SiO 2 表面再次由亲水的 面滚动，表现出良好的自清洁性能。
之后进一步探索了复合涂层 SI/OTMS-SiO 2 在
羟基所覆盖，使得涂层由超疏水向亲水转换。
不同极性基材表面〔PE、聚丙烯（PP）、玻璃和聚
对苯二甲酸乙二醇酯（PET）〕的疏水特性，结果如
图 8 所示。由图 8 可见，在 100 mm×100 mm，厚度
为 0.6 μm 的涂层表面添加了 0.3 g OTMS-SiO 2 ，其
静态接触角测试结果均在 150°以上，证明复合涂层
在不同基材表面均达到超疏水的性能。
图 8 复合涂层在不同基材表面的疏水性能
Fig. 8 Hydrophobic properties of composite coating on
different substrate surfaces
2.2.2 表面形貌及粗糙度分析
图 6 纳米 SiO 2 改性前后（a）及复合涂层 S1 和 S3（b） 由于超疏水性能与微纳结构有密切关系，对
的 TGA 曲线 OTMS-SiO 2 进行了 SEM 测试，结果见图 9。
Fig. 6 TGA curves of nano SiO 2 before and after modification
(a) and composite coatings S1 and S3 (b)
2.2 复合涂层的表面超疏水性能分析
2.2.1 复合涂层 S3 接触角测试
采用接触角测量仪测试了改性涂层表面的疏水
性能，如图 7 所示。
图 9 OTMS-SiO 2 的 SEM 图
Fig. 9 SEM image of OTMS-SiO 2
由图 9 可见，OTMS-SiO 2 粒径在 16~53 nm，较
改性前（7~40 nm）略微增加，进一步说明 OTMS
已成功接枝在纳米 SiO 2 表面。
已证明复合涂层 SI/OTMS-SiO 2 具有优异的超
疏水特性，而材料表面的粗糙形貌是形成超疏水涂
a—涂覆 SI；b—涂覆 SI/OTMS-SiO 2
层的关键因素，因此对复合涂层 SI/OTMS-SiO 2 的形
图 7 PE 表面接触角示意图
Fig. 7 Schematic diagram of contact angles of PE surface 貌分析很有必要。对所制备的复合涂层 SI/OTMS-SiO 2
