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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/62968
標題: | 四乙基矽氧烷水解對超疏水薄膜性質之影響 The influence of Tetraethylorthosilicate Hydrolysis on the Properties of Superhydrophobic Films |
作者: | Yung-Hsuan Kao 高永軒 |
指導教授: | 林招松 |
關鍵字: | 超疏水,自潔,溶膠凝膠法,TEOS,附著, Super-hydrophobicity,Self-cleaning,sol-gel,TEOS,Adhesion, |
出版年 : | 2012 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 近年來,超疏水薄膜之應用和研究越來越受到重視。蓮花超疏水自潔之特性可藉由仿生技術套用到各個不同應用領域上。當雨滴在自潔薄膜表面自由滾動帶走髒污時,不僅可大幅減少薄膜表面清洗之次數,最終更能達到環保和省能的效果。目前的研究雖能使自潔玻璃表面達到超疏水性和高透光率,但由於薄膜的附著性和穩定性仍不足,仍無法廣泛應用。因此,本研究之重點在於加強自潔薄膜之附著性,使其能達到更長的使用期限。
本研究以溶膠凝膠法製備前驅混合溶液,再利用沉浸塗佈法將溶液塗佈於玻璃基板上形成薄膜。實驗上,在前驅混合溶液中添加奈米級SiO2顆粒作為等級化粗糙度之來源,並以四乙基矽氧烷(TEOS)水解所生成之矽醇扮演結構穩定性之角色,最後在薄膜表面塗佈一自組裝單分子PFOTS層使表面改質為低表面能而完成超疏水薄膜之製作。本研究分別針對水解水量、乙醇稀釋比例、水解初始pH值、水解時間、外加顆粒濃度等和TEOS水解有關之參數來討論薄膜性質之變化。實驗結果顯示,提高水解水量在高乙醇稀釋比例下,附著性略有提升,而在低乙醇稀釋比例下卻會導致附著性下降。隨著乙醇稀釋比例和外加顆粒濃度下降,附著性也會有顯著上升。若改變水解初始pH值和水解時間條件下,則會在某區間得到較佳的附著性。薄膜之附著性和四乙基矽氧烷水解所生成之矽醇濃度有關,混合溶液中的矽醇濃度越大越能提升其附著性,但同時也必須犧牲疏水性和透光率作為其代價。 以目前製程條件下,自潔薄膜可以達到水接觸角為157.46°,遲滯角3.74°,透光率近90 %,以及經過一輪750 ml的滴水試驗下,水接觸角差值僅有2.79°。顯示此薄膜可以同時達到自潔、透光、穩固附著之效果。 |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/62968 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 材料科學與工程學系 |
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