Preparação e caracterização de superfícies ultra-repelentes resistentes ao desgaste baseadas na transição de fase da resina epóxi

Wei-hong Zhang ,  

Wu-wu Li ,  

Shi-ying Zhang ,  

Jing Cao ,  

Wen-li Cao ,  

摘要

Superfícies ultra-repelentes à água e ao óleo são uma tendência importante no desenvolvimento e aplicação de superfícies repelentes a líquidos. No entanto, quando submetidas a atrito externo, as estruturas rugosas micro e nano dessas superfícies podem se desgastar rapidamente, causando uma rápida diminuição ou até perda das propriedades ultrarrepeledoras duplas. A adição de adesivo polimérico ao pó de dupla repelência para construir revestimentos compostos é o método mais comum para melhorar a resistência ao desgaste das superfícies com dupla repelência, mas muitas vezes o efeito é insatisfatório devido ao encapsulamento do pó pelo adesivo. Este trabalho, baseado na síntese própria de pó nano ultra-repelente de bom desempenho, utiliza a propriedade do adesivo polimérico dissolvido em solvente bom, que sofre transição de fase e apresenta morfologia esférica ao ser adicionado a solvente ruim. A solução de resina epóxi foi adicionada gota a gota ao solvente ruim dispersante do pó nano ultra-repelente de dupla repelência, provocando transição de fase e, mediante tratamento ultrassônico, promoveu o revestimento apertado do pó nano repelente duplo na superfície das gotas de resina epóxi em transição, formando gotículas finas e estáveis de emulsão de Pickering. Posteriormente, por pulverização e cura, obteve-se um revestimento ultra-repelente composto por microesferas multicamadas núcleo-casca. O pó duplo repelente localizado na superfície das microesferas garante que as propriedades de dupla repelência não sejam reduzidas pela presença do adesivo, e a estrutura multicamadas auto-similar concede boa resistência ao desgaste ao revestimento. Os testes mostraram que o revestimento com cerca de 60 μm de espessura pode manter excelente superhidrofobicidade e um certo grau de oleofobicidade após 60 ciclos de atrito com lixa #400 sob carga de 200 g (percurso total de cerca de 1650 cm). Este método, em princípio, pode ser aplicado a qualquer adesivo polimérico que sofra transição de fase em solvente ruim, oferecendo uma referência para a preparação e aplicação de revestimentos ultrarrepeleentes/duplamente repelentes resistentes ao desgaste.

关键词

resina epóxi;superfície ultra-repelente dupla;resistência ao desgaste;transição de fase;emulsão de Pickering;estrutura auto-similar

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