Page 121 - 《精细化工》2021年第4期

第 4 期 杨 硕，等: 聚芴醚酮超疏水喷涂纸及其性能 ·755·

但同时也使得纸张断裂伸长率下降。由于 SiO 2 在 入泥水污染物中，然后缓慢地拉起完成一个周期，对
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸的纤维表面上构筑出微纳米 其防污性能进行了测试，见图 12c。由图 12c 可见，
复合结构，即使纸张被浸泡在水中，纤维也不会吸 即使经过 20 个测试周期，喷涂纸表面仍十分干燥洁
收大量的水，从而保持了较好的力学性能。但随着 净，没有任何污染物附着在表面；而普通纸张在首
浸泡时间的延长，水可能会从纸张的边缘处被少量 次浸入泥水污染物后，其表面吸附了大量泥水（图 12d）。
吸收，导致纸张力学性能逐渐下降。 银镜现象是超疏水材料浸入水中而产生的一种
2.4 超疏水喷涂纸的自清洁性 独特的现象，是由超疏水材料表面的微纳米结构捕
对 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸和普通纸张的自清洁 获了大量空气造成的。这些空气在材料表面形成了
性进行了对比测试，见图 12。由图 12 可见，在纸张 一层可以反射光线的空气夹层，从而产生了银镜现
表面均匀地铺一层细沙作为污染物，当水滴落在 象 [23] 。如图 12e 所示，PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸浸
入水中后产生了十分明显的银镜现象，这从侧面证
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸表面时，水滴会快速滚落，同
实了其具有良好的超疏水性能。
时将表面的污染物带走（图 12a）；而水滴落在普
将泥浆倒在 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸表面，待
通纸张表面后，水滴会迅速地润湿纸张表面，使污
其干燥形成泥块，然后将其移除，见图 13。由图 13
染物更加牢固地附着在纸张表面（图 12b）。这说
可以看出，泥块可以被轻松地从 PFEK/PDMS/SiO 2
明超疏水喷涂纸具有较好的自清洁性能，能够轻松
喷涂纸表面移除，没有任何污渍残留，表明超疏水
去除表面的污染物。 表面还可以减少泥浆与纸张的接触，实现自清洁功

能。该喷涂纸的自清洁功能与防水防污功能主要归
因于超疏水表面的微纳米结构及其较低的表面能。
表面的微纳米结构捕获了大量的空气，形成一层空
气夹层，从而大大减少了泥水和表面的细沙与超疏
水纸的接触，同时其较低的表面能也能减少水和污
染物对超疏水纸的黏附。综上，超疏水纸对水基污
染物具有很好的抵抗能力，这具有很强的实用性，
可以大大拓宽纸质材料的使用范围。

图 13 泥浆在 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸表面干燥的过程
Fig. 13 Mud drying process on the surface of PFEK/PDMS/
SiO 2 coated paper

图 12 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸（a）和普通纸张的自清
洁性能测试（b）；PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸（c） 2.5 超疏水喷涂纸的打印性和书写性
和普 通纸 张 （ d ）的 抗泥 水污 染测试 ； 纸张经超疏水处理后的书写性和打印性是影响
PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸的银镜现象（e） 其应用的关键问题。图 14a 为一张 PFEK/PDMS/SiO 2
Fig. 12 Self-cleaning tests of PFEK/PDMS/SiO 2 coated (a) 喷涂打印纸，其水接触角为 170°；经打印机（Lenovo
and ordinary paper (b); digital images of PFEK/
PDMS/SiO 2 coated (c) and ordinary paper (d) taking M7615DNA）打印后，所得图案清晰，且图案上方
out of muddy water; silver mirror phenomenon of 的水接触角为 168°，同时书写过后字体上方水接触
PFEK/PDMS/SiO 2 coated paper (e) 角达到 159°，如图 14b 所示，PFEK/PDMS/SiO 2 喷

超疏水纸的防水防污性能有利于延长纸质材料 涂纸具有良好的打印性与书写性，普通打印与书写
的使用和保存期限。将 PFEK/PDMS/SiO 2 喷涂纸浸 过程并不会明显降低其超疏水性。