Page 119 - 《精细化工》2021年第4期
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第 4 期 杨 硕，等: 聚芴醚酮超疏水喷涂纸及其性能 ·753·
2.3 超疏水喷涂纸的机械性能和化学稳定性
超疏水表面的微纳米结构很容易被机械摩擦所
破坏，从而导致其超疏水性能下降。因此，对
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸的机械稳定性进行了测
试，见图 7。由图 7 可见，PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸
经过 40 个摩擦周期后，其水接触角为 152°，仍保
持超疏水性能，但经过 45 个摩擦周期后，其水接触
角为 147°，丧失了超疏水特性。经 40 个摩擦周期，
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸仍保持超疏水性能，但被
砂纸摩擦的过程中，其表面微纳米结构会逐渐被破
图 5 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸的 C、O、Ca 和 Si 的元素 坏，最终失去超疏水性能。由于涂层中掺杂了 SiO 2 ，
分布（a）及 EDS 谱图（b） 在聚合物基底中作为增强相加强了涂层的机械稳定
Fig. 5 C, O, Ca and Si distribution on PFEK/PDMS/SiO 2 性，使涂层可以经受住更多的摩擦。同时，PFEK
coated paper surface (a) and EDS spectrum (b)
聚合物主链中的大量苯环增加了分子链的刚性，使
聚合物具有更高的硬度，从而增强了涂层的机械稳
定性。总体而言，PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸的耐摩
擦性能良好，能经受住日常使用时遭受的摩擦，具
有较好的实用性。
图 7 摩擦周期对 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸水接触角的影响
Fig. 7 Effect of friction cycle on the water contact angles
of PFEK/PDMS/SiO 2 coated paper
纸张在实际使用的过程中常常会被折叠，在被
折叠后能否维持其超疏水性能是考量其稳定性的重
要指标之一。将 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸对折 180°
后再反方向对折 180°，视为完成一次折叠，每折叠
2 次后测试折叠处的水接触角，见图 8。
a—PFEK 喷涂纸；b—PFEK/PDMS 喷涂纸；c—PFEK/PDMS/SiO 2
喷涂纸
图 6 不同纸张样品表面的 AFM 图
Fig. 6 AFM images of paper samples
表 1 AFM 的高度参数
Table 1 Height parameters of AFM
样品 S a/nm S q/nm
PFEK 喷涂纸 1.95 2.64
图 8 折叠次数对 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸水接触角的影响
PFEK/PDMS 喷涂纸 2.14 3.50 Fig. 8 Effect of number of folding on the water contact
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸 26.5 34.2 angles of PFEK/PDMS/SiO 2 coated paper
