溶膠-凝膠法製備超疏水性薄膜材料

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题名:	溶膠-凝膠法製備超疏水性薄膜材料
作者:	李坤穆;Kun-Mu Li
贡献者:	化學工程與材料工程研究所
关键词:	溶膠凝膠法;超疏水;接觸角;contact angle;super hydrophobic;sol-gel
日期:	2004-06-04
上传时间:	2009-09-21 12:23:47 (UTC+8)
出版者:	國立中央大學圖書館
摘要:	本研究利用溶膠-凝膠法（sol-gel process）來製備超疏水薄膜材料。分別探討前置物法（precursor）與同時聚合法(in-situ)兩種反應系統對所製備之薄膜材料之影響。在前置物系統中，將個別種類矽烷、乙醇及水在酸性環境下進行水解-縮合反應後再加入二氧化矽粉體進行混合，以旋轉塗佈方式（spin-coating）塗佈於玻璃基材上，在不同反應溫度及反應時間下進行反應並藉由改變TEOS/矽烷比例來探討表面性質之變化。在同時聚合系統中，利用乙醇將個別粒徑之SiO2粉體分散後，藉由改變TEOS/矽烷比例與改變矽烷種類、加水在酸性環境下進行水解-縮合反應，以旋轉塗佈方式（spin-coating）塗佈於玻璃基材上，並在不同溫度下進行反應來探討薄膜表面性質之變化。將實驗所得之薄膜材料進行接觸角（Contact Angle）、掃瞄式電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）、紫外光/可見光分光光譜儀(UV)等儀器分析，來探討薄膜材料表面之接觸角變化及表面結構與接觸角、硬度、透明度之關係。由實驗結果得知，以前置物法所製備之超疏水薄膜材料，其接觸角可達158°，藉由TEOS的加入可提升薄膜硬度至3H。但以前置物法製備薄膜材料需兩步驟完成，進而考慮一步驟反應，即所謂同時聚合法。而以同時聚合法所製備之超疏水薄膜材料方面，在以親水性之SiO2-B粉體之反應系統，反應後其接觸角可高達160°，最佳硬度可達6H。最佳配方之接觸角為158°,硬度3H。透明度方面，利用導入平均為252.1 nm SiO2粉體（SiO2-B）並改變反應液濃度及塗佈轉速，可得接觸角158°,平均穿透度76.5％之高透明度超疏水性薄膜材料。3
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