西北师范大学：具有超双疏性、抗原油粘附性、自清洁性和防污性涂层

2025-07-10 13:14:56 作者：本网发布来源：涂料驿站分享至：

油性物质，尤其是原油，在运输和储存过程中由于表面张力低会面临诸多挑战。原油的粘附导致大量残留物沉积在管道和储罐内，这不仅造成资源浪费，还增加了运输成本和环境污染的风险。超双疏涂层作为一种新型材料，可以有效解决上述问题。这类涂层通过构建低表面能的微纳米结构形成稳定的空气膜，对原油等低表面张力液体具有出色的拒液性能，从而实现对原油的优异抗性。

超双疏涂层是指对具有不同表面张力的液体表现出极高接触角（CA＞150°）和低滑动角（SA）的表面，其优异的性能可广泛用于耐腐蚀、防污纺织品、自清洁、热传递、减阻、液体输送、雾收集、防冻、阻燃、自组装和气泡破裂等领域。实现超双疏表面不仅需要降低表面能，还需要设计具有悬垂几何形状的复杂分层结构，从而在固体表面形成稳定的固-液-气界面，并使液体悬浮在气垫顶部。这种独特的结构设计是实现超双疏表面优异性能的关键。因此，开发高性能超双疏涂层对于解决原油在运输和储存过程中的粘附问题至关重要。

近期，西北师范大学莫尊理团队采用多步改性策略，成功开发了一种具有超双疏性、抗油粘附性和自清洁性涂层。

通过在聚苯硫醚(PPS)上原位生长二氧化硅(SiO₂)制得PPS@SiO₂复合材料，然后使用有机硅烷对其进行氟化改性；随后使用陶瓷基粘合剂ADP将PPS@F-SiO₂与反式肉桂酸改性的氧化锌(TZ)混合，最后通过喷涂工艺获得PPS@F-SiO₂/TZA复合涂层。

该复合涂层具有优异的拒液性，与水的接触角大于160°，与硅油、食用油和原油的接触角大于150°。在腐蚀性溶液中浸泡1h后，原油的接触角仍保持在150°以上，该复合涂层表现出优异的耐腐蚀性和化学稳定性。经过50次磨损循环后，该复合涂层仍保持出色的疏油性，表现出优异的耐磨性和机械稳定性。该复合涂层还具有优异的抗粘附性能，油滴在倾斜/弯曲的表面上流动时不会留下残留物。此外，该复合涂层还表现出优异的热稳定性、自清洁性和防污性能。因此，本研究为设计耐用的超双疏涂层以解决工业应用中的油粘附问题提供了一种有效的策略，具有广阔的应用前景。