Konstruktion von superhydrophobem Papier durch modifiziertes Nano-SiO2-Hybridmedium Fluor-Epoxid-Polymer und seine Eigenschaften
Forschende fanden heraus, dass durch die Verwendung eines modifizierten Nano-SiO2-Hybridmediums in Verbindung mit einem fluorepoxypolymer eine superhydrophobe Beschichtung auf Papier erzeugt werden kann, die die ursprünglichen Eigenschaften des Papiers beibehält.
Die meisten der derzeit hergestellten superhydrophoben Papieroberflächen verändern die ursprünglichen Eigenschaften des Papiers und können nicht dauerhaft zur Öl-Wasser-Trennung verwendet werden. Es gibt noch nicht viel systematische Forschung zur superhydrophoben Modifizierung von Materialien auf Papierbasis. Auch die Verwendung von Polymeren und anorganischen Füllstoffen zur synergistischen Modifizierung ist relativ selten. In dieser Arbeit wurden fluorhaltiges Epoxidpolymer P(GMA-r-DFMA) und mit KH550 modifiziertes Nano-SiO2 gemischt, um eine organisch-anorganische hybride superhydrophobe Lösung zu erhalten, die chemisch mit der Oberfläche von Papierfasern vernetzt wurde, um eine mikro- und nanodünne Beschichtung zu bilden und eine superhydrophobe Oberfläche zu schaffen, wobei die ursprünglichen Eigenschaften des Papiers unverändert blieben. Die optimalen Parameter (Polymerkonzentration, Einweichzeit, Trocknungszeit, Trocknungstemperatur) für die Bildung einer superhydrophoben Oberfläche auf Papier wurden untersucht, und die optimalen Bedingungen sind eine Polymerkonzentration von 7 mg/mL, eine Einweichzeit von 5 Stunden, eine Trocknungszeit von 6 Stunden und eine Trocknungstemperatur von 100 °C.
Unter den optimalen Bedingungen beträgt der Wasserkontaktwinkel der modifizierten Papieroberfläche 164 ± 2o und der Wasserrollwinkel 5 ± 2o. Die mit Toner verunreinigte Oberfläche des superhydrophoben modifizierten Papiers kann durch Wassertropfen selbst gereinigt werden. Im Vergleich zum unmodifizierten Papier haben sich Weißgrad, Glätte und Glanz der Oberfläche des superhydrophob modifizierten Papiers nicht wesentlich verändert. Wenn es sich bei den Ölen um n-Hexan, n-Octan und Trichlormethan handelte, konnte die Öl-Wasser-Trennleistung des modifizierten Papiers 99,9 %, 99,9 % und 98 % erreichen, und die Effekte waren stabil. Superhydrophobes modifiziertes Papier in Wasser bildete eine große Anzahl von Blasen auf seiner Oberfläche, was zu einem Silberspiegelphänomen führte. REM-Ergebnisse zeigten, dass die Porenstruktur des Papiers nach der Modifizierung nicht verändert wurde. Die Oberfläche der ursprünglichen Papierfaser ist sehr glatt, aber die Oberfläche der superhydrophob modifizierten Papierfaser weist eine große Anzahl von Mikro- und Nanovorwölbungen auf.
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Wenn Sie an weiteren Informationen über die Forschung interessiert sind: Die Forschung wurde in Progress in Organic Coatings veröffentlicht.