Page 130 - 《精细化工》2023年第12期

·2672· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

低，且后期随着时间的变化，接触角持续下降。因 由图 8a 可以看出，在 50 次摩擦以内，棉布超
此本文中构建的超疏水表面在酸性条件下比碱性条 疏水表面的接触角有所下降，这可能是因为少部分
件下具有更好的耐久性，且随着时间的变化，耐久 相分离生成的粒子在棉布表面黏附得并不牢固，因
性也更强。这是因为，PDMS 在强酸和强碱条件下 此少量次数的摩擦会使这部分粒子掉落，进而影响
会发生水解，而强碱条件下水解程度更为严重，尤 其接触角和滚动角；在摩擦 50~200 次之间，棉布超
其其中的 Si—O 键对碱性腐蚀比较敏感 [43] ，会使超
疏水表面的接触角和滚动角基本不发生变化，说明
疏水表面的微纳米级粗糙结构遭到破坏，导致超疏
超疏水表面的粗糙结构是可以承受一定程度的机械
水性有所降低。
摩擦的；在磨擦 220 次后，接触角出现了一定程度
的增大，这可能是因为经过摩擦后，棉布表面产生
了一些绒毛，对水滴具有支撑黏附作用；在 270~530
次摩擦之间，接触角和滚动角又继续维持稳定，且
仍具有超疏水的特性；但在摩擦 530 次后，疏水性
能出现明显降低。从图 8d 和 e 可以观察到，过多次
数的摩擦会使棉布表面黏附的粒子发生脱落，粗糙
结构受到破坏，超疏水性下降。
由图 8b 可知，超疏水性在一开始摩擦时有所下
降，随后趋于平稳，但仍可保持其超疏水性，在摩
擦 540 次后产生明显下降。

图 7 不同酸碱溶液液滴在超疏水处理的棉布（a）、木板
（b）和玻璃（c）表面接触角随时间的变化
Fig. 7 Change of contact angle of different acids and
alkalis solution droplets over time on the surface
of cotton (a), wood (b) and glass (c) after
superhydrophobic treatment

2.7 耐机械摩擦性分析
图 8a~c 为 PVDF/PDMS/CNCs-1.5 悬浮液处理
后的棉布、木板和玻璃超疏水表面经过不同次数摩
擦后接触角和滚动角的变化。图 8d 和 e 为棉布超疏
水表面摩擦 600 次后的 SEM 图。