膨脹石墨 高分子複合薄膜 之製備與潤濕特性研究 · 之製備與潤濕特性研究...
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超疏水表面(水滴接觸角>150ﾟ，滾動角<10ﾟ)由於其在學術研究與工業上的廣大應用性，因此吸引了相當多的關注。
本實驗利用物理沉積法製作奈米碳管/膨脹石墨/Polybenzoxazine複合薄膜，並針對不同組成來探討其成膜性與超疏水性質的影響。針對製備出來的奈米碳管/膨脹石墨/Polybenzoxazine複合薄膜我們分別以電子顯微鏡、接觸角量測儀以及鉛筆硬度測試法，去量測與觀察複合薄膜的表面微結構、潤濕特性及機械性質。此外，我們也觀察溶劑浸泡、熱處理對於奈米碳管/膨脹石墨/Polybenzoxazine複合薄膜超疏水的影響。實驗結果發現，結合奈米碳管/膨脹石墨/Polybenzoxazine三種材料之複合薄膜經適量Polybenzoxazine二次改質後可得到耐用性質最佳的超疏水複合薄膜。
結論
超疏水EG/CNT/PBZ複合材料表面可以通過簡單的方法製備。所製備出的複合膜顯示出優秀的水滴接觸角（162°）和滑動角（6°)。超疏水EG / CNT / PBZ複合膜的水滴接觸角在經過有機溶劑處理和溫度處理都還具有良好的環境穩定性。
圖1.(a)氣體環繞固體表面上的液滴，形成接觸角θ。如果(b)液體與固體表面微結構的凹击面直接接觸，則此液滴處於Wenzel狀態，(c)液體只是與微結構的击面接觸，在下面留下空氣，則此液滴處於Cassie狀態。
表1. EG / CNT / PBZ複合材料的組成和接觸角.
圖2.（a）玻璃片上的EG / PBZ複合材料。 （b）EG / PBZ複合材料上的水滴輪廓。以及EG / PBZ複合物的SEM顯微結構圖。
圖3.（a）在玻璃片上的CNT / PBZ複合材料。（b）CNT / PBZ複合材料上的水滴輪廓。以及EG / PBZ複合物的SEM顯微結構圖。
圖4.（a）玻璃片上的EG / CNT / PBZ複合材料。
（b）EG / CNT / PBZ複合材料上的水滴輪廓。
（c）樣品C (EG / CNT / PBZ) 的SEM顯微結構圖、微觀結構放大圖。
Polybenzoxazine 震盪
加入CNT調配
THF
玻璃基板清洗
沉積烘乾
耐溶劑測試 耐溫度測試
鉛筆硬度測試 膠帶黏著測試
SEM微結構觀察
水滴角量測
加入EG+CNT調配
加入EG調配
奈米碳管/膨脹石墨/高分子複合薄膜
之製備與潤濕特性研究 王傳恩、虞紫晴、王建棠、王志逢*
義守大學材料科學與工程學系
E-mail: [email protected]
科技部計畫編號：MOST 104-2221-E-214 -048 -MY2
關鍵詞：超疏水、奈米碳管、膨脹石墨、Polybenzoxazine、複合薄膜
微波前
微波後
用Polybenzoxazine改質
(c)
表2.用純PBZ膜改質後的EG / CNT / PBZ複合材料的水接觸角和滑動角。
圖 6. 將超疏水試片浸至有機溶液當中測試耐久性(ethyl acetate, EA;
methyl ethyl ketone, MEK; propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA)。
圖7.超疏水EG / CNT / PBZ複合材料在不同溫度下處理6小時的熱穩定性。
圖5.(a)用純PBZ膜改質後的EG / CNT / PBZ複合材料) 的SEM
顯微結構圖、(b)微觀結構放大圖。
(a) (b)