仿生沉积法制备水下低气体黏附透明材料

摘要

透明材料常用于水下设备中,而聚合物透明材料多较为疏水,在水下易黏附气泡,影响其光学性能.利用多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积技术,在多种透明聚合物材料表面构建了亲水/水下超疏气涂层.结果表明,聚多巴胺(PDA)与PEI可通过Michael加成或Schiff碱反应在此类材料表面形成亲水交联网络,显著提高其表面亲水性.表现为水接触角显著降低,而水下气接触角显著提高(>140?),气泡在材料表面的黏附力显著下降.沉积时间在6 h以下时,XPS和椭圆偏振测试的结果表明,虽然所选用的透明材料表面沉积量和沉积厚度随时间有所上升,但其透光性不会受到显著影响.该方法具有较强的普适性,可用于多种水下气体黏附性较强的透明高分子材料,如聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)等.同时,该方法形成的涂层的长期稳定性也较好,材料在水中浸泡振荡10天之后仍能保持较好的抗气泡黏附能力.该方法适用于如潜水艇舷窗、护目镜、水下光学镜头及其防护罩等水下设备中.