中科院化学所邱东研究员团队《Adv. Sci.》：强粘附、高效防雾涂层
2022-03-16 来源：高分子科技
“江雾秋楼白，灯花夜雨青“，雾固然朦胧飘渺，给人带来美的享受，但也给人们的生产生活带来不便甚至安全隐患，如降低能见度、影响仪器精度等。亲水聚合物涂层可以通过将冷凝水滴迅速铺展成液膜并将其吸收而起到防雾效果，从这一角度出发，增加亲水聚合物涂层的厚度以提高其吸水容量可以使其防雾性能更加持久。然而会面临以下挑战：如何保持高的光学透明度，同时避免过度溶胀产生褶皱，并且防止在雾化条件下发生界面剥离。
图1 可增厚的亲水/疏水聚合物异质网络防雾涂层。
近日，中国科学院化学研究所邱东研究员团队发展了一种亲水/疏水聚合物异质网络（HN）涂层，实现了高效持久的防雾。在雾化环境中，与界面以弱相互作用结合的亲水聚合物涂层由于粘附力不足导致界面剥离；只引入强界面相互作用虽然可以防止界面破坏，但是依然无法避免亲水聚合物网络的过度溶胀产生褶皱，因此即使增加其厚度也无法提高其防雾性能。为此，该研究构筑了均匀的聚乙烯醇（PVA）/聚3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷（TPM）异质网络（PVA/PTPM HN）。其中，PTPM网络与界面（如玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯）通过形成共价键（如Si-O-Si键）或者拓扑缠结提供强粘附；同时，疏水PTPM网络限制亲水PVA网络的过度溶胀而避免褶皱的产生。通过增加厚度，PVA/PTMP HN涂层的防雾性能显著提升，厚度为200 μm时持续防雾时间长达30 min。此外，PVA/PTMP HN涂层在宽温度范围（20-100 °C）内均能有效防雾，且可循环重复使用。该涂层有望规模化生产并应用于高性能防雾涂料，同时该涂层粘附性能优异，也为玻璃、聚合物、金属等基材的水下粘接提供新策略。
图2 PVA/PTPM HN的高效防雾机理和性能。
图3 涂覆有PVA/PTPM HN涂层的防雾眼镜。
相关研究成果以“Effective Anti-fogging Coating from Hydrophilic/Hydrophobic Polymer Hetero-Network”为题发表在近期的《Advanced Science》杂志上（DOI: 10.1002/advs.202200072），博士研究生石峻赫和博士后徐礼桔为共同第一作者，邱东研究员为通讯作者。
原文链接：http://doi.org/10.1002/advs.202200072
版权与免责声明：中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：info@polymer.cn，并请注明出处。
（责任编辑：xu）
相关新闻
