Page 104 - 《精细化工》2022年第11期
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·2254· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
但是 SiO 2 用量过多会造成有限的 PDMS 无法对其进 了测试，结果见图 8。
行包裹黏着，从而会引起 SiO 2 在薄膜表面过多堆积，
容易发生脱落，反而会影响微/纳粗糙结构的保持。
喷涂液中 SiO 2 用量对 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜太
阳光反射率和红外发射率的影响如图 7g~h 所示。由
图 7g 可知，薄膜的太阳光反射率较原始 PDMS/ZrO 2
薄膜有所降低。随着 SiO 2 用量的增加，呈现先降低
后增加的趋势，但变化不大。这可能是因为，
PDMS/SiO 2 喷涂液覆盖了原有 PDMS/ZrO 2 薄膜，降
低了 ZrO 2 粒子对太阳光的折射作用，因而太阳光反
射率有所降低。当 SiO 2 用量为 2.0%时，太阳光反射
率变化不大，这可能是因为此时 SiO 2 量较少，虽然 图 8 PDMS 薄膜、PDMS/ZrO 2 薄膜和 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄
对太阳光反射率的影响不大，但此时疏水性较差。 膜应力-应变曲线
Fig. 8 Stress-strain curves of PDMS film, PDMS/ZrO 2 film
当 SiO 2 用量增至 3.0%时，太阳光反射率有所降低，
and PDMS/ZrO 2 /SiO 2 film
但仍高达 95.3%。进一步增加 SiO 2 用量≥3.5%后，
太阳光反射率有所增加，这可能是因为此时 SiO 2 纳 由图 8 可以看出，PDMS 薄膜断裂强度和断裂
米粒子用量较大，形成的表面粗糙结构产生强烈的 伸长率分别为 2.0344 MPa、219%，展现出一定的可
漫反射，使得太阳光反射率提升。从图 7h 中可以看 拉伸性能；PDMS/ZrO 2 薄膜断裂强度和断裂伸长率
出，红外发射率随 SiO 2 用量的增加逐渐减小，这可 分别为 1.2357 MPa、264%，应力有所降低，应变增
能是因为 SiO 2 覆盖了原有 PDMS 基薄膜，抑制了 大；PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜断裂强度和断裂伸长率分
PDMS 的红外发射，但红外发射率变化不大，并且 别为 1.1323 MPa、266%，SiO 2 对其影响较小。与纯
均大于 90%，这可能是由于 SiO 2 在 10 μm 左右所具 PDMS 薄膜相比，复合薄膜的断裂强度降低，断裂
有的声子极化作用使其具有优异的发射性能。因此， 伸长率提高，韧性提高。这可能是因为，无机纳米
选定喷涂液中 SiO 2 纳米粒子用量为 3.0%作为制备 粒子的引入提高材料韧性的同时，增加了复合薄膜
该膜的最优条件。此后性能测试的薄膜都是最佳条 的缺陷点，增大了材料发生断裂的可能，降低了断
件制备的，具体条件为 ZrO 2 粒径为 500 nm，喷涂 裂强度。
液中 SiO 2 用量为 3.0%。 2.5 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜润湿性
2.4 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜机械性能 为了直观地体现所制备的 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄
对制备的具有相同 PDMS 浓度和喷涂分散液用 膜的表面润湿性，将不同的液滴（茶、咖啡、染色
量的未加任何纳米颗粒的纯 PDMS 薄膜、PDMS/ 液滴、牛奶、果汁）滴在最佳条件下制备的 PDMS/
ZrO 2 薄膜和 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜的力学性能进行 ZrO 2 /SiO 2 薄膜表面，如图 9a 所示。
图 9 不同液滴在 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜表面的照片（a）；PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜（上）和 PDMS/ZrO 2 薄膜（下）粘在玻璃片
上并置于水中的照片（b）；置于水中的 PDMS/ZrO 2 薄膜（水底）和 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜（水面）的照片（c）
Fig. 9 Photo of different droplets on PDMS/ZrO 2 /SiO 2 film (a); Photo of PDMS/ZrO 2 film (top) and PDMS/ZrO 2 /SiO 2 (bottom) film stuck
on glass and immersed in water (b); Free immersion of PDMS/ZrO 2 film (bottom) and PDMS/ZrO 2 /SiO 2 film (top) in water (c)
可以看出，不同的液滴在薄膜的表面均可呈球 载玻片上并浸没在水中（上为 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄
状，表明薄膜具有优异的超疏水性。将 PDMS/ZrO 2 膜，下为 PDMS/ ZrO 2 薄膜），如图 9b 所示，PDMS/
薄膜和 PDMS/ ZrO 2 /SiO 2 薄膜用双面胶固定在同一 ZrO 2 /SiO 2 薄膜表面显示出一层明显的银镜层，而
