[发明专利]通过嫁接聚二甲基硅氧烷刷制备固定润滑层的稳定超滑表面的方法

说明书

本发明属于超滑材料制备领域，特别涉及通过嫁接聚二甲基硅氧烷刷制备固定润滑层的稳定超滑表面的方法。本发明包括纳米氧化锌棒的制备，聚二甲基硅氧烷(PDMS)的嫁接等步骤。固定润滑层的超滑表面不仅在室温下表现出优异的全疏性，而且对于热水和热油酸等高温液体仍具有优异的滑动性。而且固定润滑层的超滑表面具有极好的耐腐蚀性，防结冰性和防污性。因此，基于优异的沸水/热液体排斥性和润滑层长期稳定性，固定润滑层的超滑表面可以大规模推广。

技术领域

本发明属于超滑材料制备的技术领域，特别涉及耐沸水、耐热液、抗高温、抗物理化学破坏的超滑涂层的制备方法。

背景技术

从猪笼草植物中汲取灵感，该植物由亲水成分和微观粗糙结构组成，可以储存水以形成用于捕获昆虫的润滑水膜。为了模仿这种现象，许多研究人员制造了“液体注入”的超滑表面来实现对不同液体的全疏性，这是通过将润滑剂注入多孔膜(包括纳米形貌和低表面能)以形成稳定且惰性的超滑界面而制成的。由于润滑剂的存在，超滑表面拥有排斥水和排斥具有低表面张力的液体的能力。

通过在紫外光照射下，将聚二甲基硅氧烷嫁接到ZnO纳米棒上制备了新型的固定润滑层的稳定超滑表面，并且残留的未嫁接的硅油用作润滑剂。由于硅油和嫁接的聚二甲基硅氧烷之间的强分子间作用力，润滑剂牢固地锁定在氧化锌表面上，形成生物相容的超滑表面。固定润滑层的超滑表面不仅在室温下表现出优异的全疏性，而且对于热水和热油酸等高温液体仍具有优异的滑动性。经过15 分钟的沸腾和高温试验，由于存在均匀的润滑层，液体仍然在倾斜角度小于4°的表面上滑动。此外，在高剪切速率(高达7000rpm)，长期浸泡在水里400h和强酸/强碱等极端操作条件下，固定润滑层的超滑表面具有出色的滑动稳定性。而且固定润滑层的超滑表面具有极好的耐腐蚀性，防结冰性和防污性。因此，基于优异的沸水/热液体排斥性和润滑层长期稳定性，固定润滑层的超滑表面可以大规模推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单、方便的工业化生产的固定润滑层的超滑表面的方法，解决了超滑表面材料制备步骤繁杂，耐候性差，实用性低的问题。通过简单的方法制备了具有优异的排斥沸水/热液体、耐高温和在各种极端条件下润滑层长期存在的超滑表面，其有利于大规模推广和制备。

实现本发明目的的技术方案是：通过嫁接聚二甲基硅氧烷刷制备固定润滑层的稳定超滑表面的方法，其特征在于，步骤如下：

A.ZnO纳米棒的制备：将锌板切成大小相同的锌片，首先，为了除去切割时粘附的机油，用丙酮超声清洗并用去离子冲洗，然后将洗涤后的锌片放在真空干燥；其次，将干燥的Zn基底浸入具有体积分数分别为2％，5％，8％的甲酰胺溶液中20-24小时；第三步，用乙醇洗涤蚀刻的锌基底并真空干燥；

B.固定润滑层超滑表面的制备：用UV光照射覆盖有均匀聚二甲基硅氧烷 (PDMS)的锌基底20分钟，形成了润滑剂固定的表面；浸入含有2％，5％，8％甲酰胺溶液的样品所得到的固定润滑层表面，分别称为样品-1，样品-2，样品-3。

进一步的，在紫外光照射下，聚二甲基硅氧烷嫁接到ZnO纳米棒上，以共价键结合。

进一步的，锌片浸入含有2％，5％，8％甲酰胺溶液并放在60℃-65℃环境下刻蚀。

进一步的，锌片浸入含有2％，5％，8％甲酰胺溶液并放在60℃-65℃环境下刻蚀后，氧化锌纳米棒的密度不一样。

进一步的，聚二甲基硅氧烷是三甲基硅氧烷封端。

进一步的，多余的没有嫁接的聚二甲基硅氧烷作为润滑层。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.工艺简单，原料易得，成本低廉,无毒无害；

2.制备的固定润滑层超滑表面具有全疏性；