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湖 南 工 业 大 学 本科毕业设计（论文）开题报告 （2012 届） 学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 包 装 工 程 学 生 姓 名： 林 达 文 班 级： 包工 083 学号 08404200204 指导教师姓名： 刘奇龙 职称 讲师 2011 年 12 月 25 日 题目：铁基材料超疏水表面构建及性能研究 1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写 1500～2000 字左右的文献综述 仿生学是研究以模仿生物系统的方式、或是以具有生物系统特征的方式、或 是以类似于生物系统方式工作的系统的科学。在现今时代中，这类学科的发展已 经变得越来越广泛了。近年来，如植物叶表面的自清洁效果引起了人们的很大兴 趣，最典型的就是以荷叶、水稻叶子等为代表的多种植物叶子的表面的疏水性能。 基于荷叶表面是由微米与纳米相结合的阶层结构组成的，正是植物叶表面的这种 微纳双重结构使植物叶表面形成了超疏水的效果。也正是这种超疏水性质使得荷 叶免于被淤泥中的微生物侵蚀。从这一自然的现象中让我们深思，如果有这样的 一种材料能够真正地应用在我们的生活中，想必会给我们的社会带来质的飞跃。 而本课题主要是针对在铁基材料表面的超疏水性能的探讨试验。 铁基材料在自然界中是比较容易腐蚀的一种金属材料，而随着现在社会的日 益发展需求，金属类的包装材料逐渐成为现今包装行业的主导。作为金属包装材 料，其性能特点如下： 1、金属包装材料的机械性能优良、强度高，因此金属包装容器可以制成薄 壁、耐压强度高，不易破损的包装容器。这样使得包装产品的安全性有了可靠的 保障，并便于贮存、携带、运输、装卸和使用。 2、金属包装材料的加工性能优良，加工工艺成熟，能连续化、自动化生产。 金属包装材料具有很好的延展性和强度，可以轧成各种厚度的板材、箔材，板材 可以进行冲压、轧制、拉伸、焊接制成形状大小不同的包装容器；箔材可以与塑 料、低等进行复合；金属铝、金、银、铬、钛等还??镀在塑料薄膜或低张上。因 而金属能以多种形式充分发挥优良的、综合的防护性能。 3、金属包装材料具有极优良的综合防护性能。金属的水蒸汽透过率很低， 完全不透光，能有效地避免紫外线的有害影响。其阻气性、防潮性、遮光性和保 香性大大超过了塑料、纸等其它类型的包装材料。因此金属包装能长时间保持商 品的质量，货架寿命长达三年之久，这对于食品包装尤其重要。 4、金属包装材料具有特殊的金属光泽，也易于印刷装饰，这样可使商品外 表华贵富丽，美观适销。另外，各种金属箔和镀金属薄膜是非常理想的商标材料。 5、金属包装材料资源丰富，而且具有重复可回收性，从环境保护方面讲， 是理想的绿色包装材料。 然而在这些优点背后也存在着其不足之处，主要包括：化学稳定性较差，尤 其是钢质材料容易锈蚀，一般应涂覆防锈物质；耐酸碱能力较弱，包装酸性物质 （尤其是食品）时，金属离子会析出而影响产品质量，一般均需要内涂层隔离保 护；金属包装材料比其他包装材料的价格高，综合包装成本也较高。 尤其以铁基材料为代表，因其比较容易腐蚀，从而就会影响到它的包装性能。 铁基材料腐蚀的本质是由于铁材料大多为含有碳等元素或杂质较多的铁，这样就 会使铁材料整体形成原电池，而铁一般作为原电池的负极，碳或者其他杂质为正 极,铁失去电子而形成亚铁离子,在空气中亚铁离子、氧气和水比较容易形成氢氧 化亚铁,氢氧化亚铁再被氧化成氢氧化铁,最后再分解成氧化铁和水,也就是我们 通常所说的铁锈。这就是铁的腐蚀。这一类的腐蚀对我们的生产生活带来很大的 危害和损失。 归根结底，金属的腐蚀产生主要就是在金属表面形成可腐蚀的环境，而这类 腐蚀环境主要都是有水的存在。因而，使铁基包装材料表面形成一层均匀的疏水 薄膜材料就是我们实验的其中最大的目的，然而这类疏水材料的形成工艺也是我 们需要考虑的必不可少的因素。 材料的疏水性或浸润性是固体表面的重要特征之一，润湿性是与许多物理化 学过程，如吸附、润滑、黏合、分散和摩擦等密切相关。而材料的疏水性则一般 是材料表面的粗糙结构或粗糙材料表面的低表面能所形成的。区别在固体表面是 浸润还是疏水一般是采取在固体表面上滴落的水滴在疏水材料表面上的接触角 和滚动角的大小来加以判定的。材料的超疏水性能的要求是接触角要在