DOI: 10.1002/app.50118
在這項工作中，采用簡單的一步靜電紡絲工藝，然后使用聚乙烯醇（PVA）和正硅酸乙酯溶液進行硅烷處理，在304L不銹鋼（SS）樣品上直接制備了具有自清潔性能的超疏水（SHP）涂層。當收集器與針尖的距離為18cm時，在15kV的電壓下靜電紡絲2h，可獲得169.2°±2.1°的最大水接觸角。從而在由聚乙烯醇-二氧化硅微珠和納米纖維組成的304L SS上形成分層納米結構。通過改變對前驅體的靜電紡絲電壓、時間、針與收集器的距離以及老化時間，優化了其表面形態。不同制備階段的衰減全反射紅外光譜研究證實了在304L SS表面沉積了PVA/SiO2復合納米纖維。SiO2納米纖維與六甲基二硅氮烷反應生成具有疏水性的Si—O—Si鍵。在304L SS樣品上制備的SHP表面涂層顯示出動態的水滴反彈和出色的自清潔性能。樣品在具有不同離子強度和pH的氯化物溶液中保留了SHP行為。
圖1.在（a）-（c）施加電壓為12kV、13kV和15kV，（d）-（f）紡絲時間為30、60和120分鐘以及（g）-（i）針與收集器距離為16、17和18cm的條件下靜電紡絲表面的掃描電子顯微鏡圖像。
圖2.（a）水接觸角隨正硅酸乙酯（TEOS）溶液老化時間的變化，（b）用不同老化時間的TEOS溶液制備的樣品的衰減全反射紅外光譜（ATR-IR）光譜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖3.用不同老化時間（0和24h）的紡絲溶液制備的樣品的衰減全反射紅外光譜（ATR-IR）光譜。（a）正硅酸乙酯（TEOS）老化1小時，（b）TEOS老化2小時[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖4.（a）在不同制備階段的超疏水表面的衰減全反射紅外光譜（ATR-IR）光譜，以及（b）超疏水表面的激光拉曼光譜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖5.表面改性聚乙烯醇PVA-SiO2納米纖維涂層的示意圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖6.表面超疏水性的機理：（a）超疏水性表面上的水滴，（b）相應的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像，以及（c）所制備的SHP表面的示意圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖7.展示了超疏水表面的自清潔性能，（a）帶有污垢顆粒的超疏水表面，（b），（c）和（d）被水滴吸走的污垢，以及（e）大尺寸污垢顆粒的去除[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖8.所制備的超疏水表面的接觸角隨（a）NaCl溶液的pH和（b）離子強度以及（c）磨損長度發生變化[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
微信二維碼
