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临沂胶带表面优异防覆冰性能

时间:2021-03-15 08:34来源:本站 作者:admin 点击:

       临沂胶带表面优异防覆冰性能。

       自然界的生物经历了亿万年的进化, 为了适应环境, 它们都具有了特殊的功能。生物材料表面的特殊浸润性就是其中重要的表现之一, 例如荷叶的超疏水性能、 玫瑰花瓣的超疏水高黏滞性能及沙漠甲虫背部集水结构等, 这些都为人们研究生物表面浸润性的理论提供了基础, 对实际应用起到了启发作用荷叶表面具有特殊的微米凸起和纳米结构, 同时表面有均一的生物蜡层, 使其具有了超疏水性能在这种生物结构表面上, 水滴呈超疏水的球状结构, 容易滚离表面受到荷叶特殊浸润性的启发, 研究者通过制备微纳米粗糙结构得到了具有类似于荷叶性能的表面然而, 荷叶仅适应于常温的疏水, 在低温下会因为细胞结构破裂而失去疏水性所以, 仿生超疏水研究进入了一个新的领域——低温超疏水 材料表面如果可以实现低温超疏水, 则在该材料表面固、 液、 气三相线长度很短, 大大降低了固/液界面的传热, 可以起到结冰延迟和防覆冰的效果 当前研究防覆冰性能的微纳米复合结构大都建立在非柔性材料表面, 如金属基、 硅基等 这些材料质量大、 造价高, 而且功能稳定性差胶带作为一种廉价的原材料, 具有柔性、 轻质等特征, 在防覆冰领域具有广泛的用途本文通过水热法改性胶带表面的PMMA微米球, 得到了具有微纳米结构的防冰胶带这种胶带便于携带, 可以实现大面积制备, 也可广泛用于风电、 电缆等表面, 对节约能源和提高安全具有重大作用
       在低温环境中, 液滴的能量损失大部分是通过液固界面传导的, 即液固接触面积越大, 液滴越容易失去能量, 最后结冰液滴在失去能量的过程中, 液固界面张力逐渐大于液态本身的表面张力随着时间的延迟, 液滴自身的表面张力不足以收缩成近球形, 而且这种能力越来越差, 最终铺展在固体表面并结冰通过分析液滴结冰过程中的液固界面以及三相线变化, 可以得出结冰延迟的机理水滴在微纳米结构薄膜表面的结冰过程, 此过程记录了液滴三相线的变化(红色虚线部分)降低材料周围温度至-10 ℃, 把5 μL液滴放置在其表面液滴在初始阶段为Cassie状态, 在结冰过程中界面没有发生明显变化结冰后经加热融化, 液滴恢复到结冰前状态, 吸收了周围凝结的小水滴而在微米球结构表明, 随着液滴温度的降低, 能量损失越来越多, 界面发生了铺展变化, 结冰前三相线在可视观察范围内消失 在升温至5 ℃后, 液滴的界面也未恢复到结冰前状态因为这种结构表面没有纳米结构, 液固界面张力大于水的表面张力, 所以一旦铺展就不能够恢复到之前的状态
       通过在胶带表面制备微纳米结构, 实现了防覆冰和低温超疏水性能液滴在该结构表面经过结冰-融化循环后, 三相线未发生明显变化, 提高了防覆冰材料的使用可靠性这种材料具有成本低廉、 制备方法简单、 轻质及易于实现大面积制备等优点, 为防覆冰材料的应用提供了理论基础和实验产品。
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