溶膠─凝膠法製備超疏水薄膜材料

 

刊登日期:2005/2/5
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本研究利用溶膠-凝膠法成功製備出接觸角高於150°及硬度達到3H之超疏水薄膜,研究中分別探討未添加二氧化矽及加入二氧化矽做為粗糙層等兩個系統之薄膜製備條件。在未添加二氧化矽粉體之系統中,主要針對偶合劑及其製備條件,如pH值、水量、共溶劑添加量及反應溫度等條件進行探討,期望在平坦表面上製作出接觸角能夠大於90°之薄膜材料。而在添加二氧化矽粉體做為粗糙層之系統中,則針對粉體之添加量及其反應溫度等條件進行探討,並經由原子力顯微鏡(AFM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)以及接觸角等儀器量測薄膜性質。由結果顯示,未添加二氧化矽粉體的系統中可以在廣泛的條件下製備出疏水性薄膜,而在添加二氧化矽系統中則發現粉體之添加可提供薄膜所需之粗糙度,並使薄膜接觸角達到150°以上,使其具有超疏水特性。而薄膜硬度不佳之缺點則可經由添加四乙氧基矽烷(Tetraethoxysilane;TEOS)增加系統中羥基(Hydroxyl Group)的數目,並使薄膜與基材間產生更強的鍵結力,由結果顯示,提高TEOS/KBE-13的比例可提升薄膜之硬度,當其比例為3.42時可以得到接觸角為154° 且硬度達到3H 之超疏水薄膜。
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