Page 102 - 《精细化工》2022年第11期

·2252· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

外降温性能测试。耐紫外光稳定性是将样品放在紫 和 PDMS 均匀覆盖在 PDMS/ZrO 2 薄膜表面上，结合
外灯正下方照射，样品与紫外灯的距离为 20 cm，紫 SiO 2 的微/纳粗糙结构和 PDMS 自身的低表面能特
外灯功率为 300 W，波长约为 360 nm。照射时长 168 h， 性使其表面获得了超疏水性能。从图 5c 薄膜的截面
对薄膜在经过不同时间照射后表面进行 CA 及 SA 测 图可以看出，该薄膜的厚度约为 1.3 mm。从图 5c~d
试和户外降温性能测试。 均可以看出，ZrO 2 在 PDMS 介质中呈现均匀分布的
耐机械摩擦稳定性测试主要包括两种形式： 状态，纳米粒子聚集形成微米级的粒子团。
（1）将样品对折，用手指捏住前后摩擦；（2）对样品 2.2 ZrO 2 粒径对 PDMS/ZrO 2 薄膜润湿性和光学性
耐磨性进行定量测试，将样品非超疏水面用双面胶 能的影响
固定于玻璃片上，并将样品具有超疏水性一面正对 ZrO 2 粒径对 PDMS/ZrO 2 薄膜 CA 的影响如图
放置于 600 目的砂纸上，在样品中央对应的玻璃片 6a 所示。
上放置 100 g 砝码，在外力下推动使样品在砂纸上
摩擦前进，平行于直尺推动 10 cm 后，再将玻璃片
垂直于直尺推动 10 cm 设为一次摩擦循环，每进行
一次摩擦循环后对薄膜表面 CA 和 SA 进行测试。

2 结果与讨论

2.1 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜微观形貌
对 PDMS/ZrO 2 和 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜（喷涂
液中 SiO 2 用量为 3%，ZrO 2 粒径为 500 nm）进行 SEM
测试，结果见图 5。

图 5 PDMS/ZrO 2 （a）和 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 （b）薄膜的
表面 SEM 图；PDMS/ZrO 2 薄膜的截面（c）及其
截面处的放大（d）SEM 图
Fig. 5 Surface SEM images of PDMS/ZrO 2 (a) and PDMS/
ZrO 2 /SiO 2 film (b); Cross section SEM images of
PDMS/ZrO 2 film (c) and its higher magnification (d)

如图 5a 所示，PDMS/ZrO 2 薄膜表面具有褶皱结
构，ZrO 2 粒子随机分布在 PDMS 基薄膜内，形成粒 图 6 ZrO 2 粒径对 PDMS/ZrO 2 薄膜 CA 的影响（a）；不
同 ZrO 2 粒径的薄膜太阳光反射率光谱（b）和红外
子团，表面 CA 为 124°±2°。这可能是因为亲水 ZrO 2
发射率光谱（c）
粒子带有极性基团，而疏水性分子偏向于非极性，
Fig. 6 Effect of ZrO 2 particle size on CA of PDMS/ZrO 2
因此 ZrO 2 粒子会与 PDMS 产生界面作用，在热固化 film (a); Spectral sunlight reflectance (b) and spectral
下形成具有一定粗糙结构的褶皱。相比之下，喷涂 infrared emittance (c) of films with different ZrO 2
particle sizes
PDMS/SiO 2 分散液后，PDMS/ZrO 2 / SiO 2 薄膜的 SEM
如图 5b 所示，薄膜表面出现了大量的微/纳粗糙结 从图中可以看出，CA 随 ZrO 2 粒径的增加变化
构，形貌发生了明显变化，CA 增加至 156°±2°，SA 较小，CA 均大于 120°，但≤130°，不满足超疏水
性的要求。这可能是因为，不同粒径的 ZrO 2 颗粒形
为 0.3°±0.1°（小于 1°）。这可能是由于喷涂液中 SiO 2