东南大学张友法团队《CEJ》：在纯水性超双疏涂层方面取得进展

近日，东南大学材料学院张友法团队基于水性氟碳表面活性剂，以硅烷作为诱导剂和稳定剂，制备出纯水性超双疏涂层。

超双疏表面在防污、防腐、防结冰等领域有着广泛的应用前景，水性超双疏涂料的开发则具有重要的环境和经济意义。传统方法制备超双疏涂层时，均要使用价格昂贵的长链或笼式含氟有机物，不但制备工艺要求高，且存在一定的环境危害。减少甚至不用长链氟硅烷，缩短制备时间，常温固化以及对水性超双疏涂层的大规模应用具有重要意义。

张友法课题组以纳米颗粒和短链水性氟碳表活为原料，简单涂敷成膜后再在硅烷气氛中以80℃加热15分钟，即可使涂层从原来的超亲水超疏油性转变成超双疏性。该方法工艺简单、耗时短，且纯水性，有利于规模化批量制备。

图1 涂层润湿性由超亲水/超疏油向超双疏性转变机理示意图

该涂层稳定的超双疏性甚至可以通过仅有一个甲基的硅烷诱导获得。实验证明，硅烷在纳米颗粒上的化学键合不仅触发了氟碳基团向外翻转，而且可以防止其向内翻转，从而赋予涂层稳定的超双疏性。

图3 硅烷沉积固定氟碳表活疏油基团的红外光谱和XPS谱图验证

本文第一作者是博士生刘平，通讯作者是张友法和余新泉。

本论文工作受国家自然基金项目（项目号51671055, 51676033）和国家重点研发项目(2016YFC0700304)的资金支持。

参考文献：

Silane-triggered fabrication of stable waterborne superamphiphobic coatings. Chemical Engineering Journal. DOI: doi.org/10.1016/j.cej.2020.127153

来源：高分子科学前沿

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