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影响聚二甲基硅氧烷涂层表面疏水性的因素 王平 影响聚二甲基硅氧烷涂层表面疏 水性的因素 王 平 (北京化工大学 北京，100029) 摘要：本文讨论了聚二甲基硅氧烷与其他聚合物共混及固化剂的种类对聚二甲基硅氧烷 涂层表面疏水性的影响。 关键词：二甲基硅氧烷疏水性涂层有机硅 聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层具有低的表面能，在各种高分子材料中仅次于有机氟材料， 常用做防水、防粘材料。为了使涂层具有低的表面能又与基底有良好的黏合性，常将PDMS与 其他表面能较高的聚合物共混旧。固化剂的种类对PDMS涂层表面疏水性及与基底的黏合性 面疏水性的影响是很重要的。本文是作者有关研究工作的综述。 1 PDMS与其他表面能较高的聚合物共混对涂层表面疏水性的影响 性。这里以PDMS与PU共混涂层为例说明其变化规律性。 1．1试验部分 1．1．1共混涂膜的制备与固化 塑性聚酯型，元素分析含氮量为1．5％。 PU的上述溶液充分混合均匀。在搅拌条件下，加入醇型缩聚固化剂及催化剂二月桂酸二丁基 锡，搅拌均匀后立即在聚酯片基上涂膜。将涂膜放人30。C相对湿度为(70±5)％的调温调湿箱中 使涂膜固化干燥。HTPDMS醇型缩聚固化反应为： 档／d-鞠f PU为溶剂蒸发型固化。 数小时测定涂膜表而的滑动角[41。当滑动角达恒定值时，表明涂膜已完全固化。 1．1．2涂膜表面疏水性的测定 第=届高功能涂料的开发与应用技术研讨会2003年4月 30 中国·杭州 氟硅材料与涂料 用滑动角【4】表示涂膜表面疏水性。滑动角值越大，涂膜表面疏水性越弱。 1．1．3涂膜表面元素成分测定 使用英国VG公司ESCA 子能谱)。 1．1．4相均一性测定 采用Nikon相差显微镜，放大倍数200。 1．2结果与讨论 1．2．1 HTPDMS与PIT在一定下滑动角出现最低值 表1及图1是滑动角与HTPDMS—PU涂膜配比的关系的试验结果。结果表明： PU的明显降低，即只要少量的PDMS存在，即可提高涂膜表面的疏水性。 表1滑动角(o)与HTPDMS-PU配比的关系 试验结果却是在PDMS增加到33％左右时，滑动角反而上升。考虑到影响涂膜表面滑动角的 因素可以归纳为两方面，一方面是表面层的化学组成，另一方面是表面的几何形态。为此，从这 两方面做了进一步分析研究。 1．2．2表面元素成分随配比的变化规律 HTPDMS与PU各种配比涂膜的表面元素XPS分析结果见表2及图2。 表2涂膜表面元素的原子数比 第=届高功能涂料的开发与应用技术研讨会嬲年4月中国·杭州 31 影响聚二甲基硅氧烷涂层表面疏水性的因素 王平 HTPDMS／％ 图1滑动角(中)与HTPDMS-PU图2涂膜表面Si元素相对含量与 配比的关系 体相HTPDMS含量的关系 性。 为了进一步证实PDMS向表面富集的特性，分别测定了3号涂膜与空气接触面及底层与 PU近似，元素组成中PDMS显著减少。这些结果，更证实了PDMS向表面富集的特性。 表3 3号涂膜上、下表面及纯PDMS、PU的XPS元素比分析结果 时，滑动角反而上升，分析其原因可能是分相性造成的表面几何状态的改变引起的。为此做了 分相性的研究。 1．2．3PDMS体相含量对相均一性的影响 粗糙。这一现象有可能起因于分相性。2号及3号膜的相差显微镜照片证实了这一结论，见图 6。3号膜呈均一的两相结构。而2号膜两相结构很不均一。这是由于当PDMS在体相含量较 多时，PU难以形成连续相