透明光学材料因其高透光性和耐久性在家居、医疗设备、农业能源等领域得到广泛应用。然而,当材料表面的温度低于或等于水滴的露点时,水滴会附着在固体表面上,形成离散的液滴层,从而产生雾化现象。这会导致材料表面透明度下降,甚至完全丧失,给人们的生活带来诸多不便,并可能增加事故风险,如阻碍驾驶员的视线,降低光合作用效率以及影响医疗设备的性能。
人们已经研究了多种防雾方法,其中在基材表面涂覆涂层是一种最有效和最方便的方法之一,通过调节基材与水滴之间的润湿性来起作用。防雾涂层主要分为疏水涂层和亲水涂层两大类。疏水涂层能够使水滴滚落,从而最大限度地减少雾气的形成。然而,疏水涂层在低湿度环境下会失效,造成防雾延迟,从而限制了其实际应用。
亲水性防雾涂层能够使水滴在涂层表面快速扩散,形成均匀的水合层,而不会改变入射可见光的方向。然而,由于亲水性涂层固有的水溶性,当多余的水分子积聚并形成皱纹时,涂层与基材之间的粘附强度会降低,大大降低了涂层的耐久性。因此,提高亲水性涂层与基材之间的粘附强度是一项具有挑战性的工作。
近年来,含有儿茶酚基团的物质因其对不同基材表面的出色粘附性而受到了广泛关注。在众多类似儿茶酚类物质中,多巴胺及其衍生物因其更易于功能化而脱颖而出。尽管聚二甲基硅氧烷粘附性通常较差,但多巴胺的沉积却显著提高了木质素-聚二甲基硅氧烷涂层对钢材表面的粘附性。然而,多巴胺容易氧化,这给进一步应用带来了很大困难。
近期,东华大学何春菊团队成功制备了一种具有优异粘附强度、耐磨性和持久性的防雾涂层。
首先保护多巴胺中的儿茶酚基团,然后将多巴胺丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸丁酯进行共聚,制得亲水性涂层。 与传统的防雾涂层相比,该涂层不仅透明度高、防雾性能持久,还表现出优异的界面粘附强度和耐磨性。强界面粘附和亲/疏水结构的结合是这种方法的关键,避免了在典型雾化条件下界面失效和膨胀引起的皱纹。由于儿茶酚基团使涂层与基材极好的粘附性,因此其粘附强度高于大多数商用胶水和高性能聚合物粘合剂。因此,本研究为具有强附着力防雾涂层的设计、制造和实际应用提供了一条有前景的途径,在医疗,食品工业,运输等领域具有广阔的应用潜力。
合成路线 多巴胺甲基丙烯酰胺合成路线。
制备工艺 (a)聚(AMPS co-BA-co-DMA)涂层玻璃的制备工艺;(b)聚(AMPS-co-BA-co-DMA)涂层玻璃中聚合物与水相互作用示意图。。
数据来源与出处 相关研究成果以“Dopamine based effective anti-fogging coating with enhanced adhesion and durability”为标题发表在《Progress in Organic Coatings》上。
免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

官方微信
《腐蚀与防护网电子期刊》征订启事
- 投稿联系:编辑部
- 电话:010-62316606
- 邮箱:fsfhzy666@163.com
- 腐蚀与防护网官方QQ群:140808414