技術特點與優勢

(1)、本發明利用表面引發?Cu(0)催化可控自由基聚合接枝疏水聚合物法制備超 疏水防冰膜可以在銅板和基底之間的限域空間內引發單體聚合，具有使用化學溶劑少、聚 合物刷增長速率快、制備工藝簡單等優點，達到了優化表面引發聚合工藝的效果；

(2)、本發明利用碳納米管制備超疏水防冰膜不僅可以構筑有機?無機復合結構， 明顯提高超疏水防冰膜的耐磨性，還可以利用光熱轉換能力在近紅外光的照射下生熱達到除冰效果；

(3)、本發明制備的超疏水防冰膜的防冰/除冰效果明顯增加；防冰效果主要是由 于超疏水防冰膜的超疏水性能，除冰效果主要是由于碳納米管的光熱轉換能力； 

(4)本發明利用碳納米管與聚二甲基硅氧烷(PDMS)構筑的有機?無機復合結構明顯提高超疏水膜的耐磨性，在1000目砂紙下施加9 .8kPa壓力摩擦12米超疏水性能依舊存在。

技術背景

結冰現象會大大阻礙高速公路、飛機、船舶、電力線和電信設備等的正常運行。目 前，除冰方法主要包括物理和化學除冰法，但二者均會帶來大量的能量和資源消耗。在過去 幾年中，受生物材料表面超潤濕性的啟發，超疏水表面的防冰性能得到越來越多的科學家 們的關注。由于超疏水表面上接觸角值越大，表面上的液滴與固體表面的接觸面積便越小。 因此在超疏水表面上的液滴與基底表面的傳熱效果相較于普通表面更差，結冰時間得到延 緩，實現優異的防冰效果。

然而，超疏水材料作為防冰材料也有一些缺點。在低溫高濕環境中，大量冷凝水會 破壞超疏水表面的疏水性。表面上的冷凝水凍結后，冰往往與超疏水表面形成機械聯鎖結 構，超疏水表面被釘在冰的表面上，以提高冰在表面上的粘附強度。因此，在除冰過程中，超 疏水表面的結構被破壞，從而影響長期耐久性。

另外，表面引發疏水單體聚合接枝疏水聚合物方法是一種常用的制備超疏水材料 的方法。但現有表面引發聚合技術在制備超疏水材料時存在以下缺點：1、利用傳統的表面 引發?原子轉移自由基聚合方法接枝疏水聚合物法所制備的超疏水膜機械性能較差，不利 于長期使用，這可能是由于聚合物PFMA較差的機械強度導致的。2、在表面引發?原子轉移自 由基聚合工藝過程中，需要大量的溶劑和銅鹽，容易造成資源的浪費和環境的污染，而且聚 合過程必須在無氧條件下進行，反應條件較為苛刻。

典型實施例

實施例1

在三口燒瓶中加入0 .1g氨基化碳納米管，40mL DMF和3mL三乙胺，攪拌均勻后浸入 冰水浴中，并滴加6mL 2?溴異丁酰溴。滴加結束后，在冰水浴下反應24h，然后將反應溶液倒 入布氏漏斗中抽濾出黑色粉末，并用乙醇洗滌3次，室溫下烘干，最終得到溴化碳納米管。

首先將PDMS預聚物(其中，PDMS前驅體和固化劑按重量比10:1混合)均勻涂覆在 65mm×25mm的石英板上，涂覆厚度為50μm，并放置在70℃加熱板上。30min后待石英板上 PDMS預聚物失去流動性但表面依舊發粘時，將50mg溴化碳納米管均勻涂敷在PDMS表面，然 后移入80℃烘箱中繼續固化3h后取出，脫模得到表面粘附溴化碳納米管的PDMS膜。如圖1所 示，將DMF、FMA、PMDETA按照體積比為1:0 .05:0 .02配制成反應溶液，備用；然后將65mm× 25mm的PDMS膜平放在玻璃板上，在其表面滴10μL反應溶液，然后蓋上銅板，銅板與溴化PDMS 膜之間的距離通過墊片調節至0 .5mm。靜置30min后，將改性的PDMS膜放入DMF中洗滌三次， 最后室溫干燥得到超疏水防冰膜。如圖1所示。

超疏水防冰膜在1000目砂紙下施加9 .8kPa壓力摩擦12米接觸角依舊保持在161°； 在近紅外光照射60s下可將超疏水防冰膜表面冰融化。