一种对醇水溶液浸润性可调的Al/PVDF超疏水表面的制备方法，复合材料由金属铝粉和聚合物基体聚偏氟乙烯（PVDF）组成；其配方按照体积百分比为：Al含量1%~50%，PVDF含量50%~99%；材料的制备方法是将Al粉用偶联剂改性处理，将改性的Al粉与PVDF在N,N’-二甲基乙酰胺中混合，去除溶剂后热压得到Al/PVDF复合材料；复合材料表面经过砂纸打磨后使用氟化试剂修饰即得到Al/PVDF复合材料超疏水表面；本发明专利技术的Al/PVDF复合材料超疏水表面制备工艺简单，成本低廉，本发明专利技术制得的Al/PVDF复合材料超疏水表面可对水中乙醇含量进行快速定性检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对醇水溶液浸润性可调的A1/PVDF超疏水表面的制备方法。
技术介绍
超疏水表面一般是指与水的接触角> 150°的表面，它在工农业生产和人们的日常生活中都有着极其广阔的应用前景，用于玻璃、陶瓷、混凝土、木材等建筑材料上，可以使材料具有自清洁或易于清洗的效果；用于服装等纺织品上，可以起到防水防污和自清洁的效果；用于高降雪地区的卫星天线或户外标牌上，可以防止因积雪导致的信号中断或外观模糊。超疏水表面用于金属材料上，可以起到自清洁、抑制表面腐蚀和表面氧化以及降低摩擦系数的效果；超疏水表面用于船舶、舰艇的外壳或管道的内壁，可以降低它们与水流之间的摩擦阻力；超疏水表面用于微流体装置中，可以实现对流体的低阻力、无漏损传送；超疏 水表面用于微型水上交通工具上，可以使其具有超强的负载能力；超疏水表面用于与血液接触的生物医学材料上,可以抑制血小板的粘附和活化,改善材料的血液相容性。固体表面的润湿性同时由其化学组成和几何结构共同控制，低的表面自由能和合适的表面微细结构是固体表面产生超疏水性的两个前提条件。目前，在超疏水表面制备和应用研究领域还存在一些问题；尤其在制备方法上，人工仿生制备超疏水材料的主要方法主要依靠控制材料的表面粗糙度，即表面形貌来实现超疏水表面所要求的微纳米复合结构；而形貌则通过阳极氧化、电纺、化学气相沉积、等离子刻蚀、激光刻蚀和溶胶-凝胶过程等等工艺来实现。但是这些工艺无一不需要特殊的设备和复杂的工艺控制，因此现有的制备工艺存在成本高、工艺复杂等缺陷。另外，超疏水表面技术已经经历了大约九年时间的发展过程，在理论和制备两个方面都取得了大量的研究成果。然而，绝大多数研究结果都是基于纯水或纯溶剂在固体超疏水表面的浸润行为而得到的，而在实际应用中固体表面所接触的液体会经常遇到混合溶液(如酒水、饮料、药水、海水等)，而混合溶液在超疏水表面的浸润行为很有可能和纯水完全不同。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种对醇水溶液浸润性可调的A1/PVDF超疏水表面的制备方法，它具有工艺过程简单，制备成本低廉的优点。本专利技术是这样来实现的，一种A1/PVDF复合材料超疏水表面的制备方法，其特征在于所述的聚合物复合材料有着以下的物质组成经硅烷偶联剂处理的Al粉和聚合物基体材料PVDF ;所述的Al粉体积百分比含量为1°/Γ50%，聚合物基体PVDF的体积百分比含量为50°/Γ99% ;所述的Al粉平均粒径为800 nm,经硅烷偶联剂处理后使用，其中硅烷偶联剂与Al粉的质量比为1:100 ;所述的聚合物基体PVDF熔点为167 V，平均粒径为25 μ m。所述制备方法包括以下步骤(1) Al粉的表面处理室温下将Al粉通过超声分散和搅拌使其在无水乙醇中形成悬浮液，然后加入硅烷偶联剂后持续搅拌1(Γ30分钟；随后加入去离子水，在4(T60°C下超声分散并搅拌30分钟；离心分离粉体，然后使用无水乙醇洗涤f 3次后，在6(T12(TC下真空干燥2飞小时，自然冷却到室温后使用；(2) A1/PVDF复合材料的制备称取步骤(I)中经过硅烷偶联剂改性得到的Al粉及聚合物基体PVDF，使Al粉在复合材料中的体积百分含量为1 50%，PVDF的体积百分比含量为50 99% ;将Al粉在DMAC中分散，PVDF在DMAC中溶解，然后将二者混合，机械搅拌30 min,超声分散15 min混合均匀，然后将混合粉料置于硬质合金模具中，在200 °C下于100 Mpa压力下热压20分钟，冷却到室温后得到直径为20 mm,厚度为2 3 mm左右的A1/PVDF复合材料样品；(3) A1/PVDF复合材料的表面处理将步骤(2)得到的A1/PVDF复合材料样品先用200#粗砂子打磨，然后用2000#细砂纸打磨到无明显划痕为止；随后将复合材料样品表面分别先后使用去离子水、无水乙醇和丙酮清洗，使用氮气流吹干后将其浸入到氟化试剂含量为I wt%的无水乙醇溶液中，在室温下浸泡2 h后将样品取出，使用无水乙醇清洗表面，再用氮气吹干后即得到对不同浓度乙醇水溶液具有不同浸润性的A1/PVDF复合材料超疏水表面。所述氟化试剂为1H、1H、2H、2H-全氟羊基二氯娃烧。所述的娃烧偶联剂为Y -氨丙基二乙氧基娃烧。本专利技术的技术效果是本专利技术与现有技术相比不仅工艺简单，成本低廉，而且对不同浓度乙醇水溶液的浸润性可调，可用于对水中乙醇含量进行快速定性检测。附图说明图I为本专利技术实施例I中Al体积百分比含量为O. 5%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图2为本专利技术实施例I中纯水在Al体积百分比含量为O. 5%的A1/PVDF复合材料超疏水表面表面的接触角照片(约162° )。图3为本专利技术实施例I中乙醇体积百分比含量为10%的水溶液在Al体积百分比含量为O. 5%的A1/PVDF复合材料超疏水表面吸附倒置180°的数码照片。图4为本专利技术实施例2中Al体积百分比含量为1%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图5为本专利技术实施例3中Al体积百分比含量为5%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图6为本专利技术实施例4中Al体积百分比含量为10%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图7为本专利技术实施例5中Al体积百分比含量为20%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图8为本专利技术实施例6中Al体积百分比含量为30%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图9为本专利技术实施例7中Al体积百分比含量为40%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。图10为本专利技术实施例8中Al体积百分比含量为50%的A1/PVDF复合材料超疏水表面对不同浓度的乙醇水溶液的接触角和滚动角。具体实施例方式下面通过结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。实施例I (I)Al粉的表面处理室温下将50 g Al粉通过超声分散和搅拌使其在无水乙醇中形成悬浮液，然后加入偶联剂(Y-氨丙基三乙氧基硅烷)后持续搅拌1(Γ30分钟；随后加入去离子水，在4(T60°C下超声分散并搅拌30分钟；离心分离粉体，然后使用无水乙醇洗涤f 3次后，在6(T12(TC下真空干燥2飞小时，自然冷却到室温后使用； (2)A1/PVDF复合材料的制备称取步骤(I)中硅烷偶联剂改性得到的Al粉O. 0106g及聚合物基体PVDF I. 3825 g，使Al粉在复合材料中的体积百分含量为O. 5% ;将Al粉在DMAC中分散，PVDF在DMAC中溶解，然后将二者混合，机械搅拌30 min、超声分散15 min混合均匀；将混合粉料置于硬质合金模具中，在200 °C下于100 MPa压力下热压15分钟，冷 却到室温后得到直径为20 mm，厚度为2 3 mm左右的A1/PVDF复合材料样品。(3) A1/PVDF复合材料的表面处理将A1/PVDF复合材料样品先用200#粗砂子打磨，然后用2000#细砂纸打磨到无明显划痕为止；随后将复合材料样品表面分别使用去离子水、无水乙醇和丙酮清洗，使用氮气流吹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种对醇水溶液浸润性可调的A1/PVDF超疏水表面，其特征在于所述的A1/PVDF复合材料有着以下的物质组成经硅烷偶联剂处理的Al粉和聚合物基体材料PVDF ;所述的Al粉体积百分比含量为1% 50%，聚合物基体PVDF的体积百分比含量为509^99% ;所述的Al粉平均粒径为800 nm,经硅烷偶联剂处理后使用，其中硅烷偶联剂与Al粉的质量比为I 100 ;所述的聚合物基体PVDF熔点为167 0C，平均粒径为25 u m。2.如权利要求I所述的一种对醇水溶液浸润性可调的A1/PVDF超疏水表面的制备方法，其特征在于它包括以下的步骤 (1)Al粉的表面处理室温下将Al粉通过超声分散和搅拌使其在无水乙醇中形成悬浮液，然后加入硅烷偶联剂后持续搅拌1(T30分钟；随后加入去离子水，在4(T6(TC下超声分散并搅拌30分钟；离心分离粉体，然后使用无水 乙醇洗涤f 3次后，在6(Tl20°C下真空干燥2飞小时，自然冷却到室温后使用； (2)A1/PVDF复合材料的制备称取步骤(I)中经过硅烷偶联剂改性得到的Al粉及聚合物基体PVDF，使Al粉在复合材料中的体积百分含量为f 50%，PVDF的体积百分比含量为...
【专利技术属性】
技术研发人员：王法军，谭宗尚，辛洪南，李文，余石金，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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