Page 107 - 《精细化工》2022年第11期
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第 11 期 范婷婷，等: PDMS/ZrO 2 /SiO 2 超疏水辐射制冷薄膜的制备及性能 ·2257·
PDMS/ZrO 2 薄膜显示出比环境温度平均高 10 ℃，这 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜对折，再用手指前后摩擦，摩
是因为污染物在可见光范围的吸收率较高，其吸收 擦 30 次后，水滴在其表面呈圆球状，依然为超疏水
的太阳光转化成了热能，加热了表面，对材料的辐 性，如图 14a 4 中插图所示。
射降温性能影响较大。
图 14 人为摩擦过程（a）；PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜摩擦循
环 1 个周期的光学照片（b）；600 目砂纸摩擦 PDMS/
ZrO 2 /SiO 2 薄膜 0~5 个循环后的 CA 和 SA 图（c）
Fig. 14 Process of man-made friction (a); Photos of one
cycle of sandpaper abrasion for PDMS/ZrO 2 /SiO 2
film (b); CA and SA of PDMS/ZrO 2 /SiO 2 film after
abrasion of 0~5 cycles on 600 mesh sandpaper (c)
这可能是因为，PDMS 具有一定的黏结性和耐
磨性。为了定量评估 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜的耐机械
摩擦性能，对砂纸打磨不同循环次数的样品的 CA
和 SA 进行测量。图 14b 为薄膜在外力作用下沿直
尺前行图，经过 0~5 次的循环摩擦后，得到 CA 和
SA 随摩擦次数的变化，如图 14c 所示。由图中可以
看出，随着摩擦循环次数的增加，薄膜的 CA 减小，
SA 增大。这主要归因于两方面原因：一方面是超疏
水表面的结构较脆弱，在摩擦过程中，薄膜表面的
a~c—PDMS/ZrO 2/SiO 2 薄膜；d~f—PDMS/ZrO 2 薄膜 粗糙结构被破坏，逐渐消失，只剩下砂纸打磨产生
图 13 薄膜的自清洁测试照片（a~f）；薄膜对辐射制冷的 的粗糙度，薄膜整体粗糙度降低；另一方面是底层
稳定性（g）；对应样品与空气的温差（h）
的 PDMS/ZrO 2 薄膜随着砂纸的打磨暴露出来，ZrO 2
Fig. 13 Photos of self-cleaning test of thin films 具有亲水性，使得整体 CA 减小，SA 增加。随着循
(a~f);Stability of thin films to radiative
refrigeration (g); Temperature difference of the 环摩擦次数增加到 5 次时，CA 降低到 149.3°±2°，SA
corresponding samples (h) 大于 5°。
2.9 PDMS/ZrO 2 /SiO 2 薄膜耐机械摩擦稳定性
3 结论
通过手指摩擦测试和砂纸摩擦测试考察薄膜的
耐机械摩擦性能。图 14a 为人为摩擦过程图，先将 通过将 PDMS/ZrO 2 分散液浇铸成膜得到辐射
