柔性透光自清洁薄膜的制备及性能研究

【摘要】：自清洁材料在保持表面清洁、防雾、防水、防腐蚀、降低固液之间的阻力等方面有独特的优势。如果自清洁材料同时具有透光性和柔性,其应用范围会大幅扩展。许多制备自清洁材料的方法已经被报道,但是制备同时具有自清洁和透光性的材料的方法这两年才逐渐少量出现。本文提出了两种制备柔性透光自清洁薄膜的方法：倒模法和反应离子刻蚀法。倒模法用光刻法制备有微米图形的模板,在模板上浇铸PDMS(聚二甲基硅氧烷)预聚体并固化,剥离后得到薄膜,其接触角是151.3°,滚动角小于18°,透光率约为95%。反应离子刻蚀法用Ar、O2、CF4的组合气体对PDMS薄膜进行反应离子刻蚀,调节参数,使刻蚀过程分为以化学刻蚀为主和以物理刻蚀为主的前后两个阶段,最终在PDMS薄膜表面形成类荷叶的微纳二级结构,该方法制备的薄膜接触角是152.0°,滚动角小于1°,透光率在94%左右。两种方法制备的样品均有良好的超疏水性能、自清洁性能、透光性,样品易弯曲,并且在弯曲时仍然保持良好的性能。两种方法制备的薄膜表面微结构与薄膜是一体的,且无需表面改性,这增加了薄膜的机械强度和稳定性。倒模法工艺简单,适合大规模生产。反应离子刻蚀法制备的样品表面极度粗糙,因而具有优良的自清洁性能。两种方法制备的薄膜放置在太阳能电池表面做防尘膜,其透光率高,自清洁效果好,具有较大的应用价值。 【关键词】：自清洁 透光 柔性 倒模 反应离子刻蚀
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.2;TM914.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-20
• 1.1 浸润性模型和自清洁原理7-12
• 1.1.1 Young氏方程8-9
• 1.1.2 Wenzel模型9-10
• 1.1.3 Cassie-Baxter模型10-11
• 1.1.4 自清洁原理11-12
• 1.2 自然界中的超疏水表面12-15
• 1.3 人工制备自清洁表面的方法15-17
• 1.3.1 静电纺丝法15-16
• 1.3.2 模板压印法16
• 1.3.3 电化学沉积法16-17
• 1.4 自清洁与透光性或柔性的结合17-19
• 1.5 本课题的研究内容和意义19-20
• 第二章 倒模法制备柔性透光自清洁薄膜20-31
• 2.1 柔性透光自清洁薄膜的制备20-24
• 2.1.1 模板的制备21-23
• 2.1.2 样品的制备23-24
• 2.2 柔性透光自清洁薄膜的性能与分析24-27
• 2.2.1 接触角与滚动角24-26
• 2.2.2 透光率26-27
• 2.3 在太阳能电池防尘方面的应用27-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 反应离子刻蚀法制备柔性透光自清洁薄膜的过程与机理31-40
• 3.1 反应离子刻蚀设备及主要参数的影响31-34
• 3.2 反应离子刻蚀法制备柔性透光自清洁薄膜的步骤34-36
• 3.3 微结构产生的过程与机理36-37
• 3.4 微结构长大的过程与机理37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 反应离子刻蚀法制备的柔性透光自清洁薄膜性能40-49
• 4.1 自清洁性能40-44
• 4.1.1 接触角与滚动角40-41
• 4.1.2 超疏水自清洁性能来源41-43
• 4.1.3 自清洁过程演示43-44
• 4.2 透光率44-45
• 4.3 在太阳能电池防尘方面的应用45-47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 总结49-51
• 参考文献51-55
• 在学期间研究成果55-56
• 致谢56

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