1、第 圆 源 卷 第 员 员 期圆 园 员 圆 年 员 员 月化 摇 学 摇 进 摇 展孕 砸 韵 郧 砸 耘 杂 杂 陨 晕 悦 匀 耘 酝 陨 杂 栽 砸 再灾 燥 造 援 圆 源 晕 燥 援 员 员摇 晕 燥 增 援 圆 园 员 圆摇 摇 收 稿 院 圆 园 员 圆 年 猿 月 袁 收 修 改 稿 院 圆 园 员 圆 年 缘 月摇 鄢 悦 燥 则 则 藻 泽 责 燥 灶 凿 蚤 灶 早 葬 怎 贼 澡 燥 则 摇 藻 鄄 皂 葬 蚤 造 院 赠 怎 葬 灶 曾 赠 岳 贼 躁 怎 援 藻 凿 怎 援 糟 灶抗 结 冰 涂 层 院 从 表 面 化 学 到 功 能 化 表 面李 摇 辉员 袁
2、圆摇 赵 蕴 慧员摇 袁 晓 燕员 鄢渊 员 援 天 津 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 天 津 市 材 料 复 合 与 功 能 化 重 点 实 验 室 摇 天 津 猿 园 园 园 苑 圆 曰圆 援 济 南 大 学 化 学 化 工 学 院 山 东 省 氟 化 学 化 工 材 料 重 点 实 验 室 摇 济 南 圆 缘 园 园 圆 圆 冤摘 摇 要 摇 在 交 通 运 输 尧 航 空 航 天 尧 电 力 通 信 等 诸 多 领 域 袁 结 冰 给 人 类 和 社 会 带 来 很 大 危 害 和 安 全 隐 患 遥现 有 的 抗 结 冰 方 法 如 机 械 除 冰 尧 加 热 除 冰
3、以 及 喷 洒 化 学 试 剂 等 虽 然 有 效 袁 但 是 存 在 耗 能 大 和 环 境 污 染 等 问题 遥 在 基 体 表 面 涂 装 具 有 抗 结 冰 性 能 的 功 能 涂 层 被 认 为 是 一 种 必 要 的 切 实 有 效 的 方 法 袁 近 年 来 备 受 关 注 遥本 文 在 介 绍 了 涂 层 抗 结 冰 原 理 及 基 体 表 面 结 冰 影 响 因 素 的 基 础 上 袁 详 细 综 述 了 近 年 来 各 类 抗 结 冰 涂 层 取 得的 研 究 成 果 袁 主 要 包 括 牺 牲 性 涂 层 尧 疏 冰 涂 层 和 超 疏 水 涂 层 遥 重 点 介 绍 了
4、 制 备 抗 结 冰 涂 层 所 用 的 材 料 及 方法 袁 并 分 析 了 各 种 抗 结 冰 涂 层 的 优 缺 点 袁 指 出 了 抗 结 冰 涂 层 目 前 存 在 的 问 题 袁 最 后 对 抗 结 冰 涂 层 的 发 展 趋 势进 行 了 分 析 和 展 望 遥关 键 词 摇 抗 结 冰 摇 涂 层 摇 超 疏 水 摇 冰 黏 附 强 度 摇 氟 硅 材 料中 图 分 类 号 院 韵 远 源 苑 郾 员 员 摇 文 献 标 识 码 院 粤 摇 文 章 编 号 院 员 园 园 缘 鄄 圆 愿 员 载 渊 圆 园 员 圆 冤 员 员 鄄 圆 园 愿 苑 鄄 员 园粤 灶 贼 蚤 鄄
5、陨 糟 蚤 灶 早 悦 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 院 云 则 燥 皂 杂 怎 则 枣 葬 糟 藻 悦 澡 藻 皂 蚤 泽 贼 则 赠 贼 燥 云 怎 灶 糟 贼 蚤 燥 灶 葬 造 杂 怎 则 枣 葬 糟 藻 泽蕴 蚤 匀 怎 蚤员 袁 圆摇 在 澡 葬 燥 再 怎 灶 澡 怎 蚤员摇 再 怎 葬 灶 载 蚤 葬 燥 赠 葬 灶员 鄢渊 员 援 栽 蚤 葬 灶 躁 蚤 灶 运 藻 赠 蕴 葬 遭 燥 则 葬 贼 燥 则 赠 燥 枣 悦 燥 皂 责 燥 泽 蚤 贼 藻 葬 灶 凿 云 怎 灶 糟 贼 蚤 燥 灶 葬 造 酝 葬 贼 藻 则 蚤 葬 造 泽 袁 杂 糟 澡 燥 燥 造 燥 枣 酝
6、 葬 贼 藻 则 蚤 葬 造 泽 杂 糟 蚤 藻 灶 糟 藻 葬 灶 凿耘 灶 早 蚤 灶 藻 藻 则 蚤 灶 早 袁 栽 蚤 葬 灶 躁 蚤 灶 哉 灶 蚤 增 藻 则 泽 蚤 贼 赠 袁 栽 蚤 葬 灶 躁 蚤 灶 猿 园 园 园 苑 圆 袁 悦 澡 蚤 灶 葬 曰圆 援 杂 澡 葬 灶 凿 燥 灶 早 运 藻 赠 蕴 葬 遭 燥 则 葬 贼 燥 则 赠 燥 枣 云 造 怎 燥 则 蚤 灶 藻 悦 澡 藻 皂 蚤 泽 贼 则 赠 葬 灶 凿 悦 澡 藻 皂 蚤 糟 葬 造 耘 灶 早 蚤 灶 藻 藻 则 蚤 灶 早 酝 葬 贼 藻 则 蚤 葬 造 泽 袁 杂 糟 澡 燥 燥 造 燥 枣悦
7、澡 藻 皂 蚤 泽 贼 则 赠 葬 灶 凿 悦 澡 藻 皂 蚤 糟 葬 造 耘 灶 早 蚤 灶 藻 藻 则 蚤 灶 早 袁 哉 灶 蚤 增 藻 则 泽 蚤 贼 赠 燥 枣 允 蚤 灶 葬 灶 袁 允 蚤 灶 葬 灶 圆 缘 园 园 圆 圆 袁 悦 澡 蚤 灶 葬 冤粤 遭 泽 贼 则 葬 糟 贼 摇 陨 糟 蚤 灶 早 燥 灶 泽 怎 遭 泽 贼 葬 灶 糟 藻 泽 怎 则 枣 葬 糟 藻 泽 蚤 泽 噪 灶 燥 憎 灶 贼 燥 糟 葬 怎 泽 藻 泽 藻 则 蚤 燥 怎 泽 责 则 燥 遭 造 藻 皂 泽 贼 澡 葬 贼 燥 枣 贼 藻 灶 造 藻 葬 凿 泽 贼 燥 糟 燥 泽 贼 造 赠
8、 泽 葬 枣 藻 贼 赠蚤 泽 泽 怎 藻 泽 蚤 灶 贼 澡 藻 枣 蚤 藻 造 凿 泽 燥 枣 贼 则 葬 灶 泽 责 燥 则 贼 葬 贼 蚤 燥 灶 泽 袁 葬 泽 贼 则 燥 灶 葬 增 蚤 早 葬 贼 蚤 燥 灶 葬 灶 凿 葬 藻 则 燥 灶 葬 怎 贼 蚤 糟 泽 袁 责 燥 憎 藻 则 贼 则 葬 灶 泽 皂 蚤 泽 泽 蚤 燥 灶 葬 灶 凿 贼 藻 造 藻 糟 燥 皂 皂 怎 灶 蚤 糟 葬 贼 蚤 燥 灶 援粤 造 贼 澡 燥 怎 早 澡 糟 怎 则 则 藻 灶 贼 造 赠 葬 增 葬 蚤 造 葬 遭 造 藻 凿 藻 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 贼 藻 糟 澡 灶 蚤 择 怎
9、 藻 泽 遭 赠 皂 藻 糟 澡 葬 灶 蚤 糟 葬 造 造 赠 则 藻 皂 燥 增 蚤 灶 早 袁 澡 藻 葬 贼 蚤 灶 早 燥 则 泽 责 则 葬 赠 蚤 灶 早 糟 澡 藻 皂 蚤 糟 葬 造 泽 葬 则 藻早 藻 灶 藻 则 葬 造 造 赠 藻 枣 枣 藻 糟 贼 蚤 增 藻 袁 贼 澡 藻 赠 糟 葬 灶 则 藻 泽 怎 造 贼 蚤 灶 藻 灶 藻 则 早 赠 糟 燥 灶 泽 怎 皂 责 贼 蚤 燥 灶 泽 葬 灶 凿 藻 灶 增 蚤 则 燥 灶 皂 藻 灶 贼 责 燥 造 造 怎 贼 蚤 燥 灶 泽 援 酝 藻 葬 灶 憎 澡 蚤 造 藻 袁 贼 澡 藻 皂 藻 贼 澡 燥 凿
10、燥 枣葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 贼 燥 责 则 燥 贼 藻 糟 贼 贼 澡 藻 泽 怎 遭 泽 贼 葬 灶 糟 藻 泽 怎 则 枣 葬 糟 藻 泽 蚤 泽 糟 燥 灶 泽 蚤 凿 藻 则 藻 凿 葬 泽 葬 灶 藻 枣 枣 藻 糟 贼 蚤 增 藻 葬 灶 凿 葬 增 葬 蚤 造 葬 遭 造 藻 憎 葬 赠 泽 澡 燥 憎 蚤 灶 早 澡 蚤 早 澡 造 赠责 燥 贼 藻 灶 贼 蚤 葬 造 葬 责 责 造 蚤 糟 葬 贼 蚤 燥 灶 泽 袁 憎 澡 蚤 糟 澡 澡 葬 泽 葬 则 燥 怎 泽 藻 凿 藻 曾 贼 藻 灶 泽 蚤 增 藻 蚤 灶 贼
11、藻 则 藻 泽 贼 葬 皂 燥 灶 早 泽 糟 蚤 藻 灶 贼 蚤 泽 贼 泽 蚤 灶 则 藻 糟 藻 灶 贼 赠 藻 葬 则 泽 援 陨 灶 贼 澡 蚤 泽 则 藻 增 蚤 藻 憎 袁 贼 澡 藻皂 藻 糟 澡 葬 灶 蚤 泽 皂 燥 枣 贼 澡 藻 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 贼 燥 责 则 藻 增 藻 灶 贼 蚤 糟 蚤 灶 早 葬 灶 凿 贼 澡 藻 遭 葬 泽 蚤 糟 枣 葬 糟 贼 燥 则 泽 贼 澡 葬 贼 葬 枣 枣 藻 糟 贼 贼 澡 藻 蚤 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 燥 灶 泽 怎 遭 泽 贼 葬 灶 糟 藻 葬 则 藻 遭 则 蚤 藻 枣 造 赠蚤 灶
12、贼 则 燥 凿 怎 糟 藻 凿 援 云 怎 则 贼 澡 藻 则 皂 燥 则 藻 袁 贼 澡 藻 则 藻 泽 藻 葬 则 糟 澡 责 则 燥 早 则 藻 泽 泽 藻 泽 葬 灶 凿 责 则 燥 泽 责 藻 糟 贼 泽 燥 枣 增 葬 则 蚤 燥 怎 泽 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 葬 则 藻 责 葬 则 贼 蚤 糟 怎 造 葬 则 造 赠泽 怎 皂 皂 葬 则 蚤 扎 藻 凿 袁 蚤 灶 糟 造 怎 凿 蚤 灶 早 泽 葬 糟 则 蚤 枣 蚤 糟 蚤 葬 造 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 袁 蚤 糟 藻 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶
13、 早 泽 葬 灶 凿 泽 怎 责 藻 则 澡 赠 凿 则 燥 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 援 酝 燥 则 藻 燥 增 藻 则 袁 贼 澡 藻责 则 藻 责 葬 则 葬 贼 蚤 燥 灶 皂 藻 贼 澡 燥 凿 泽 燥 枣 贼 澡 藻 泽 藻 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 葬 则 藻 藻 皂 责 澡 葬 贼 蚤 糟 葬 造 造 赠 凿 藻 泽 糟 则 蚤 遭 藻 凿 援 陨 贼 澡 葬 泽 遭 藻 藻 灶 责 则 燥 增 藻 凿 贼 澡 葬 贼 蚤 糟 藻 责 澡 燥 遭 蚤 糟 燥 则泽 怎 责 藻 则 澡 赠 凿 则 燥 责
14、 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 糟 燥 灶 贼 葬 蚤 灶 蚤 灶 早 枣 造 怎 燥 则 蚤 灶 藻 葬 灶 凿 泽 蚤 造 蚤 糟 燥 灶 藻 憎 蚤 贼 澡 造 燥 憎 泽 怎 则 枣 葬 糟 藻 藻 灶 藻 则 早 赠 糟 葬 灶 遭 藻 葬 责 责 造 蚤 藻 凿 贼 燥 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 遭 赠泽 澡 燥 则 贼 藻 灶 蚤 灶 早 贼 澡 藻 葬 贼 贼 葬 糟 澡 蚤 灶 早 贼 蚤 皂 藻 燥 枣 憎 葬 贼 藻 则 凿 则 燥 责 造 藻 贼 泽 燥 灶 贼 澡 藻 泽 怎 遭 泽 贼 则 葬 贼 藻 泽 葬 灶 凿 则 藻 凿
15、怎 糟 蚤 灶 早 贼 澡 藻 蚤 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 泽 贼 则 藻 灶 早 贼 澡 援 栽 澡 藻糟 澡 葬 造 造 藻 灶 早 藻 泽 葬 灶 凿 贼 澡 藻 责 则 燥 泽 责 藻 糟 贼 蚤 增 藻 贼 藻 灶 凿 藻 灶 糟 赠 燥 枣 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 葬 则 藻 葬 造 泽 燥 早 蚤 增 藻 灶 遭 葬 泽 藻 凿 燥 灶 贼 澡 藻 糟 怎 则 则 藻 灶 贼 则 藻 泽 藻 葬 则 糟 澡 藻 泽 援运 藻 赠 憎 燥 则 凿 泽 摇 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 曰 糟 燥 葬 贼 蚤
16、灶 早 泽 曰 泽 怎 责 藻 则 澡 赠 凿 则 燥 责 澡 燥 遭 蚤 糟 蚤 贼 赠 曰 蚤 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 泽 贼 则 藻 灶 早 贼 澡 曰 枣 造 怎 燥 则 燥 泽 蚤 造 蚤 糟 燥 灶 藻 皂 葬 贼 藻 则 蚤 葬 造 泽窑 圆 园 愿 愿摇 窑 化 摇 学 摇 进 摇 展 第 圆 源 卷悦 燥 灶 贼 藻 灶 贼 泽员 摇 陨 灶 贼 则 燥 凿 怎 糟 贼 蚤 燥 灶圆 摇 粤 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 责 则 蚤 灶 糟 蚤 责 造 藻 泽 燥 枣 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽猿 摇 砸 藻 泽 藻 葬 则 糟 澡 泽 贼 葬 贼
17、怎 泽 蚤 灶 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽猿 郾 员 摇 杂 葬 糟 则 蚤 枣 蚤 糟 蚤 葬 造 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽猿 郾 圆 摇 陨 糟 藻 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽猿 郾 猿 摇 杂 怎 责 藻 则 澡 赠 凿 则 燥 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽源 摇 悦 澡 葬 造 造 藻 灶 早 藻 泽 枣 燥 则 葬 灶 贼 蚤 鄄 蚤 糟 蚤 灶 早 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽缘 摇 悦 燥 灶 糟 造 怎 泽 蚤 燥 灶 泽员 摇 引 言在 交 通 运 输 尧 航 空 航 天
18、 尧 电 力 通 信 等 领 域 袁 基 体表 面 结 冰 给 人 类 和 社 会 带 来 很 大 危 害 和 安 全 隐 患 遥如 道 路 结 冰 影 响 行 车 安 全 袁 增 加 发 生 交 通 事 故 的 几率 曰 电 缆 电 线 结 冰 袁 将 导 致 承 重 过 载 而 断 裂 曰 飞 机 表面 结 冰 袁 可 能 会 引 起 飞 机 的 操 纵 性 和 稳 定 性 等 性 能降 低 袁 威 胁 飞 行 安 全咱 员 暂遥 目 前 国 内 外 通 常 采 用 物 理法 渊 如 机 械 除 冰 尧 加 热 除 冰 冤 尧 化 学 法 渊 如 喷 洒 盐 水 尧抗 结 冰 剂 冤 和
19、被 动 防 冰 三 种 除 冰 方 法咱 圆 暂袁 前 两 种 方法 存 在 工 作 强 度 大 尧 效 率 低 尧 污 染 环 境 及 受 时 间 空 间的 限 制 等 诸 多 问 题 曰 被 动 防 冰 主 要 是 在 基 体 表 面 通过 构 建 抗 结 冰 功 能 涂 层 袁 减 少 冰 对 基 体 表 面 的 黏 附力 和 覆 冰 量 遥 这 种 涂 装 功 能 涂 层 的 方 法 相 对 物 理 法和 化 学 法 具 有 成 本 低 尧 耗 能 小 尧 易 于 实 施 等 特 点 袁 是一 种 理 想 的 防 冰 方 法 袁 具 有 极 大 的 应 用 价 值 遥 目 前所 使 用
20、 的 抗 结 冰 涂 层 存 在 问 题 较 多 袁 不 能 满 足 社 会的 要 求 袁 因 此 抗 结 冰 涂 层 的 研 究 已 成 为 当 前 国 内 外一 个 重 大 而 紧 迫 的 课 题 袁 备 受 关 注 遥 本 文 总 结 了 抗结 冰 涂 层 领 域 近 年 来 取 得 的 一 些 重 要 研 究 成 果 袁 并对 抗 结 冰 涂 层 目 前 存 在 的 问 题 和 发 展 趋 势 进 行 了 分析 袁 以 期 为 抗 结 冰 涂 层 的 研 究 提 供 一 些 研 究 思 路 遥圆 摇 涂 层 的 抗 结 冰 原 理抗 结 冰 涂 层 材 料 研 究 的 关 键 问 题
21、是 降 低 或 消 除涂 层 表 面 冰 的 黏 附 力 袁 减 少 覆 冰 量 遥 经 过 国 内 外 缘 园多 年 的 研 究 表 明 袁 影 响 冰 黏 附 力 的 因 素 比 较 复 杂 袁 主要 可 以 从 涂 层 表 面 的 化 学 组 成 和 表 面 的 粗 糙 程 度渊 微 观 结 构 冤 来 考 虑 降 低 冰 黏 附 力咱 猿 袁 源 暂袁 达 到 抗 结 冰目 的 遥基 体 表 面 结 冰 与 其 和 水 分 子 的 相 互 作 用 力 有关 袁 分 子 间 作 用 力 越 大 袁 冰 的 黏 附 强 度 就 越 高咱 缘 袁 远 暂遥亲 水 表 面 与 水 相 互 作
22、用 力 较 大 袁 容 易 吸 附 水 分 袁 会 加速 结 冰 曰 而 疏 水 表 面 则 具 有 抗 结 冰 性 能 遥 因 此 通 过改 变 涂 层 表 面 的 化 学 组 成 袁 降 低 涂 层 的 表 面 能 袁 可 减少 冰 的 黏 附 力咱 苑 暂遥 有 研 究 发 现 袁 酰 脲 等 化 学 官 能 团可 以 减 少 氢 键 聚 集咱 愿 暂袁 干 扰 涂 层 表 面 与 冰 层 之 间 类液 层 渊 造 蚤 择 怎 蚤 凿 鄄 造 蚤 噪 藻 造 葬 赠 藻 则 冤 分 子 的 有 序 排 列咱 怨 暂袁 从 而 降低 冰 与 基 体 表 面 间 的 黏 附 力 袁 因 此
23、在 设 计 和 制 备 涂层 时 袁 也 可 适 当 引 入 这 类 官 能 团 提 高 抗 结 冰 能力咱 员 园 暂遥 除 此 之 外 袁 也 可 以 在 涂 层 中 包 覆 抗 结 冰 剂 或具 有 润 滑 性 的 油 脂 类 等 低 分 子 物 质 袁 在 应 用 过 程 中 袁缓 慢 释 放 到 表 面 来 抑 制 冰 的 形 成 或 黏 附 遥涂 层 表 面 粗 糙 度 也 是 决 定 冰 黏 附 强 度 的 重 要 因素 之 一咱 源 暂遥 表 面 具 有 合 适 的 微 观 结 构 和 一 定 的 粗糙 度 袁 不 仅 可 提 高 表 面 的 疏 水 性 能 袁 延 迟 冰 晶
24、 的 出现咱 员 员 暂袁 而 且 可 吸 留 空 气 袁 造 成 冰 辕 基 体 界 面 的 应 力 集中 袁 使 之 发 生 裂 纹 并 扩 大 袁 冰 黏 附 强 度 因 之 降 低 遥 另外 袁 涂 层 表 面 具 有 适 当 的 应 变 性 渊 柔 韧 性 冤 袁 有 助 于降 低 冰 的 黏 附 遥 在 一 定 的 外 力 作 用 下 袁 涂 层 会 产 生某 种 内 应 力 袁 使 冰 也 易 于 产 生 裂 纹 袁 从 而 降 低 冰 的 黏附 力咱 员 圆 暂遥猿 摇 抗 结 冰 涂 层 的 研 究 进 展目 前 国 内 外 研 究 的 抗 结 冰 涂 层 袁 从 抗 结 冰
25、 原 理以 及 影 响 冰 黏 附 力 这 两 个 方 面 来 讲 袁 可 分 为 牺 牲 性涂 层 尧 疏 冰 涂 层 和 超 疏 水 涂 层 三 大 类咱 猿 暂遥猿 郾 员 摇 牺 牲 性 涂 层 渊 泽 葬 糟 则 蚤 枣 蚤 糟 蚤 葬 造 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 冤牺 牲 性 涂 层 袁 即 表 面 释 放 出 小 分 子 量 的 低 表 面能 油 脂 类 物 质 袁 起 到 润 滑 的 作 用 袁 或 者 释 放 出 抗 结 冰剂 袁 降 低 水 的 凝 固 点 袁 在 冰 与 涂 层 表 面 间 形 成 一 层 薄薄 的 水 膜 袁 致 使 冰 不 易 黏 附 到 涂
26、层 表 面 遥杂 蚤 皂 藻 灶 凿 蚤 灶 早 藻 则 等咱 员 猿 暂利 用 三 种 含 有 不 同 官 能 团 的 聚 硅氧 烷 和 环 氧 树 脂 为 基 体 袁 加 入 抗 结 冰 剂 渊 如 乙 二 醇 尧多 元 醇 尧 脂 肪 酸 等 冤 袁 通 过 交 联 固 化 得 到 互 穿 网 络 型渊 陨 孕 晕 冤 聚 合 物 涂 层 袁 抗 结 冰 剂 可 迁 移 到 涂 层 表 面 袁 从而 使 涂 层 具 有 抗 结 冰 性 能 遥 粤 赠 则 藻 泽 等咱 员 源 袁 员 缘 暂首 先 通 过溶 胶 鄄凝 胶 渊 泽 燥 造 鄄 早 藻 造 冤 法 袁 用 钛 酸 异 丙 酯
27、 渊 栽 陨 孕 冤 与 三 丙二 醇 渊 栽 孕 郧 冤 或 丙 三 醇 反 应 形 成 有 机 鄄无 机 杂 化 的 钛基 先 驱 体 渊 图 式 员 冤 袁 然 后 与 可 交 联 的 环 氧 基 聚 合 物复 合 制 备 了 一 种 抗 结 冰 缓 释 涂 层 遥 详 细 研 究 了 涂 层的 使 用 寿 命 和 三 丙 二 醇 或 丙 三 醇 释 放 速 率 袁 并 解 释了 释 放 的 机 理 遥 通 过 低 温 下 冰 风 洞 实 验 表 明 袁 该 涂层 能 够 抑 制 冰 的 成 核 和 黏 附 袁 具 有 良 好 的 抗 结 冰效 果 遥牺 牲 性 涂 层 的 抗 结 冰
28、性 能 优 异 袁 从 圆 园 世 纪 缘 园年 代 就 已 经 有 相 关 的 研 究 报 道咱 员 圆 暂袁 但 是 牺 牲 性 涂 层应 用 局 限 性 比 较 大 袁 并 且 不 能 够 长 久 使 用 袁 需 要 定 期第 员 员 期 李 摇 辉 等 摇 抗 结 冰 涂 层 院 从 表 面 化 学 到 功 能 化 表 面 窑 圆 园 愿 怨摇 窑图 式 员 摇 钛 酸 异 丙 酯 渊 栽 陨 孕 冤 与 三 丙 二 醇 渊 栽 孕 郧 冤 和 丙 三 醇的 反 应咱 员 源 暂杂 糟 澡 藻 皂 藻 员 摇 砸 藻 葬 糟 贼 蚤 燥 灶 葬 皂 燥 灶 早 贼 蚤 贼 葬 灶 蚤
29、怎 皂 蚤 泽 燥 责 则 燥 责 燥 曾 蚤 凿 藻 袁贼 则 蚤 责 则 燥 责 赠 造 藻 灶 藻 早 造 赠 糟 燥 造 葬 灶 凿 早 造 赠 糟 藻 则 燥 造咱 员 源 暂涂 装 曰 另 外 袁 释 放 出 的 低 分 子 油 脂 尧 抗 结 冰 剂 等 对 环境 有 害 遥猿 郾 圆 摇 疏 冰 涂 层 渊 蚤 糟 藻 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 冤疏 冰 涂 层 袁 即 可 以 减 少 冰 在 涂 层 表 面 的 粘 结 袁 降低 冰 的 黏 附 强 度 的 涂 层 遥 冰 的 黏 附 力 降 低 到 一 定 程度 时 袁 冰 在 自 身 重 力
30、或 者 外 部 空 气 动 力 的 作 用 下 从涂 层 表 面 脱 落 而 达 到 抗 结 冰 的 目 的 遥 目 前 疏 冰 涂 层主 要 是 指 低 表 面 能 涂 层 袁 其 主 要 组 分 是 含 氟 渊 云 冤 尧 硅渊 杂 蚤 冤 的 聚 合 物 袁 含 氟 和 有 机 硅 的 材 料 是 自 然 界 所 有物 质 中 已 知 表 面 能 最 低 的 两 种 材 料 袁 具 有 低 吸 水 性和 低 的 冰 黏 附 强 度 遥猿 郾 圆 郾 员 摇 含 氟 低 表 面 能 涂 层含 氟 材 料 中 氟 原 子 吸 引 电 子 和 束 缚 电 子 云 的 能力 强 袁 碳 氟 键
31、渊 悦 要 云 冤 的 键 能 高 尧 难 极 化 袁 这 一 特 性 导致 其 表 面 能 极 低 袁 使 氟 材 料 具 有 很 好 的 憎 水 憎 冰 性 尧憎 油 性 尧 耐 沾 污 性 和 自 润 滑 性 等 突 出 的 性 能 遥 含 氟材 料 抗 结 冰 性 能 的 研 究 开 始 于 圆 园 世 纪 缘 园 年 代 袁 通过 高 温 烧 结 成 型 的 方 法 制 备 聚 四 氟 乙 烯 渊 孕 栽 云 耘 冤 涂层 来 提 高 基 体 表 面 的 抗 结 冰 性 能 遥 但 是 袁 研 究 发 现 袁水 分 子 能 缓 慢 渗 透 到 烧 结 成 型 的 孕 栽 云 耘 涂
32、层 中 袁 导致 抗 结 冰 性 能 下 降 遥 因 此 孕 栽 云 耘 涂 层 不 具 备 长 时 间抗 结 冰 能 力 袁 而 且 这 类 涂 层 由 于 成 型 方 法 的 原 因 也不 易 大 面 积 应 用咱 源 袁 员 远 袁 员 苑 暂遥 宰 葬 灶 早 等咱 员 愿 暂选 用 孕 栽 云 耘 尧 含氟 聚 氨 酯 尧 氟 硅 橡 胶 为 原 料 通 过 烧 结 成 型 尧 旋 涂 等 方法 制 备 了 几 种 含 氟 疏 冰 涂 层 袁 通 过 测 试 其 冰 剪 切 强度 和 覆 冰 量 系 统 地 研 究 了 该 系 列 涂 层 的 抗 结 冰 效果 遥 研 究 结 果 表
33、 明 院 在 低 温 条 件 下 渊 原 愿 益 冤 袁 光 滑 的含 氟 聚 合 物 涂 层 表 面 可 显 著 降 低 冰 的 黏 附 强 度 袁 而具 有 粗 糙 结 构 的 含 氟 涂 层 表 面 能 够 减 少 覆 冰 量 遥云 葬 则 扎 葬 灶 藻 澡 等咱 员 怨 暂利 用 化 学 电 镀 的 方 法 将 孕 栽 云 耘 沉 积 到铝 表 面 袁 通 过 详 细 探 讨 电 化 学 反 应 过 程 中 反 应 温 度 尧电 压 大 小 和 电 解 质 的 种 类 与 浓 度 等 因 素 对 涂 层 表 面疏 水 性 能 的 影 响 袁 得 到 了 接 触 角 高 达 员 源 园
34、 毅 的 孕 栽 云 耘 辕粤 造圆韵猿涂 层 袁 与 纯 铝 表 面 相 比 袁 该 涂 层 的 冰 剪 切 强 度可 降 低 远 园 豫 袁 多 次 使 用 仍 具 有 良 好 的 抗 结 冰 性 能 遥图 员 摇 不 同 涂 层 表 面 的 冰 黏 附 强 度 与 后 退 角 渊 兹则 藻 糟冤 和 润湿 性 参 数 渊 员 垣 糟 燥 泽 兹则 藻 糟冤 的 关 系 渊 测 量 温 度 为 原 员 园 毅 悦 冤咱 圆 猿 暂云 蚤 早 援 员 摇 粤 增 藻 则 葬 早 藻 泽 贼 则 藻 灶 早 贼 澡 泽 燥 枣 蚤 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 皂 藻 葬 泽 怎 则
35、 藻 凿 葬 贼原 员 园 益 枣 燥 则 凿 蚤 枣 枣 藻 则 藻 灶 贼 责 燥 造 赠 皂 藻 则 蚤 糟 皂 葬 贼 藻 则 蚤 葬 造 泽 责 造 燥 贼 贼 藻 凿 葬 早 葬 蚤 灶 泽 贼 贼 澡 藻憎 葬 贼 藻 则 糟 燥 灶 贼 葬 糟 贼 葬 灶 早 造 藻 责 葬 则 葬 皂 藻 贼 藻 则 渊 兹则 藻 糟袁 员 垣 糟 燥 泽 兹则 藻 糟冤咱 圆 猿 暂基 体 表 面 的 润 湿 性 常 常 用 水 接 触 角 渊 兹 冤 来 表征 袁 低 表 面 能 涂 层 通 常 具 有 较 大 的 兹 袁 水 难 浸 润 涂 层表 面 袁 与 涂 层 表 面 的 粘 结
36、 强 度 小 袁 从 而 减 小 了 冰 在 表面 的 聚 集 曰 按 照 热 力 学 的 观 点 袁 水 与 冰 的 表 面 能 相当咱 圆 园 暂袁 因 此 许 多 科 研 人 员 试 图 建 立 涂 层 表 面 的 润 湿性 渊 接 触 角 兹 冤 与 冰 的 黏 附 强 度 之 间 的 关 系 袁 但 是 多项 研 究 结 果 表 明 袁 这 两 个 参 数 之 间 并 没 有 确 切 的 关联咱 圆 员 袁 圆 圆 暂遥 酝 藻 怎 造 藻 则 课 题 组咱 圆 猿 暂利 用 聚 二 甲 基 硅 氧 烷渊 孕 阅 酝 杂 冤 尧 氟 橡 胶 渊 栽 藻 糟 灶 燥 枣 造 燥 灶 冤
37、 尧 氟 化 多 面 体 低 聚 倍 半硅 氧 烷 渊 枣 造 怎 燥 则 燥 凿 藻 糟 赠 造 孕 韵 杂 杂 冤 尧 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯渊 孕 酝 酝 粤 冤 尧 聚 甲 基 丙 烯 酸 乙 酯 渊 孕 耘 酝 粤 冤 尧 聚 甲 基 丙 烯酸 丁 酯 渊 孕 月 酝 粤 冤 和 聚 碳 酸 酯 渊 孕 悦 冤 等 聚 合 物 为 原 料 袁在 不 锈 钢 表 面 制 备 了 不 同 类 型 的 涂 层 袁 详 细 研 究 了冰 黏 附 强 度 与 涂 层 表 面 润 湿 性 的 关 系 遥 结 果 表 明 袁对 于 光 滑 平 面 涂 层 冰 的 粘 结 强 度 渊 子蚤
38、糟 藻冤 与 涂 层 表 面对 水 的 润 湿 性 参 数 渊 员 垣 糟 燥 泽 兹则 藻 糟袁 兹则 藻 糟为 水 的 后 退 角 冤成 良 好 的 线 性 关 系 渊 如 图 员 冤 袁 线 性 相 关 系 数 砸圆越园 郾 怨 圆 袁 线 性 回 归 方 程 为 院子蚤 糟 藻越 渊 猿 源 园 依 源 园 噪 孕 葬 冤 渊 员 垣 糟 燥 泽 兹则 藻 糟冤 渊 员 冤由 此 可 见 袁 根 据 酝 藻 怎 造 藻 则 课 题 组 的 研 究 结 果 袁 可 以 通过 测 量 水 的 后 退 角 袁 很 容 易 地 预 测 光 滑 涂 层 的 抗 结窑 圆 园 怨 园摇 窑 化 摇
39、 学 摇 进 摇 展 第 圆 源 卷冰 性 能 遥猿 郾 圆 郾 圆 摇 有 机 硅 低 表 面 能 涂 层一 般 情 况 下 袁 有 机 硅 材 料 的 表 面 能 高 于 含 氟 材料 的 表 面 能 袁 典 型 的 有 机 硅 材 料 如 孕 阅 酝 杂 袁 其 表 面 能为 圆 员 皂 晕 辕 皂 曰 而 含 氟 材 料 的 表 面 能 最 低 可 达 到远 郾 苑 皂 晕 辕 皂咱 圆 源 暂袁 但 是 通 常 有 机 硅 涂 层 比 含 氟 涂 层 具 有更 低 的 冰 黏 附 强 度 遥 酝 怎 则 葬 泽 藻 等咱 圆 缘 暂认 为 水 中 匀 原 子与 含 氟 材 料 中 云
40、 原 子 之 间 的 相 互 作 用 力 大 约 是 与要 悦 匀猿和 杂 蚤 要 韵 间 的 作 用 力 的 三 倍 袁 水 在 含 氟 材 料 表面 往 往 会 出 现 非 常 大 的 滚 动 角 袁 即 水 易 于 附 着 于 其表 面 袁 导 致 含 氟 涂 层 具 有 较 高 的 黏 附 强 度 遥 允 藻 造 造 蚤 灶 藻 噪等咱 圆 远 暂采 用 浸 涂 的 方 法 制 备 了 一 系 列 孕 阅 酝 杂 鄄 遭 鄄 孕 悦 嵌段 共 聚 物 涂 层 袁 研 究 了 孕 阅 酝 杂 链 段 分 子 量 及 分 布 对涂 层 的 冰 黏 附 强 度 影 响 规 律 遥 认 为 冰
41、 黏 附 强 度 除 了与 材 料 的 表 面 能 有 关 外 袁 还 与 材 料 的 玻 璃 化 转 变 温度 渊 栽早冤 及 涂 层 表 面 的 柔 韧 性 有 关 遥 孕 阅 酝 杂 的 栽早比 较低 袁 涂 层 的 柔 韧 性 比 较 好 袁 有 机 硅 涂 层 表 面 结 冰 后 袁当 受 到 拉 伸 或 压 缩 时 袁 有 机 硅 分 子 在 表 面 移 动 袁 涂 层表 面 会 产 生 某 种 内 应 力 袁 使 冰 层 产 生 裂 纹 袁 导 致 冰 黏附 强 度 的 降 低 遥圆 园 园 苑 年 袁 悦 澡 怎 责 责 蚤 灶 葬 等咱 圆 苑 暂发 表 文 章 袁 以 物
42、理 化 学的 观 点 阐 述 了 设 计 有 机 硅 抗 结 冰 涂 层 的 理 论 基 础 袁从 热 力 学 角 度 给 出 了 聚 合 物 材 料 的 化 学 组 成 与 结 构对 涂 层 表 面 抗 结 冰 性 能 的 影 响 遥 然 后 从 应 用 的 角 度指 出 袁 抗 结 冰 涂 层 除 了 应 该 具 有 低 的 冰 黏 附 力 外 袁 还需 要 与 被 保 护 的 基 材 具 有 高 的 结 合 力 袁 因 此 认 为 有机 硅 抗 结 冰 涂 层 是 典 型 的 梯 度 涂 层 渊 早 则 葬 凿 蚤 藻 灶 贼燥 则 早 葬 灶 燥 泽 蚤 造 蚤 糟 葬 贼 藻 糟 燥
43、 葬 贼 蚤 灶 早 泽 冤 袁 梯 度 涂 层 的 形 成 是 由 于 聚 合物 基 体 存 在 热 力 学 不 相 容 的 链 段 发 生 微 相 分 离 所致 袁 材 料 的 化 学 组 成 尧 基 材 的 性 质 尧 固 化 的 速 率 共 同决 定 了 相 分 离 的 程 度 和 涂 层 结 构 遥美 国 晕 怎 杂 蚤 造 公 司 研 制 出 一 种 有 机 硅 砸 鄄 圆 员 愿 园 抗结 冰 涂 层 袁 与 其 他 公 司 的 抗 结 冰 涂 层 渊 美 国 运 蚤 泽 泽 鄄糟 燥 贼 藻 公 司 研 制 的 酝 藻 早 葬 郧 怎 葬 则 凿 蕴 蚤 择 怎 蚤 悦 燥 贼
44、 藻 尧 美 国酝 蚤 糟 则 燥 责 澡 葬 泽 藻 悦 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 公 司 的 孕 澡 葬 泽 藻 遭 则 藻 葬 噪 月 鄄 圆 和 耘 杂 蕴 尧美 国 杂 驭 粤 云 藻 则 灶 葬 灶 凿 蚤 灶 葬 公 司 的 砸 陨 孕 鄄 源 园 园 源 以 及 加 拿 大圆 员泽 贼悦 藻 灶 贼 怎 则 赠 公 司 的 哉 则 藻 贼 澡 葬 灶 藻 鄄 缘 员 孕 悦 怨 缘 员 冤 相 比 袁 砸 鄄 圆 员 愿 园涂 层 冰 附 着 力 非 常 低 袁 冰 剪 切 强 度 仅 为 员 怨 要 缘 园 噪 孕 葬渊 图 圆 葬 所 示 冤 遥 经 过 加 速 老 化
45、实 验 渊 刮 擦 尧 热 老 化 尧湿 老 化 以 及 盐 雾 冤 后 仍 保 持 较 低 的 冰 剪 切 强 度 渊 图圆 遭 冤 袁 具 有 优 秀 的 抗 结 冰 性 能咱 圆 愿 暂遥 但 是 有 文 献咱 猿 暂指出 袁 美 国 晕 怎 杂 蚤 造 公 司 的 有 机 硅 抗 结 冰 涂 层 属 于 牺 牲性 涂 层 袁 涂 层 表 面 释 放 出 未 固 化 的 低 分 子 量 有 机 硅分 子 抑 制 冰 的 粘 结 袁 不 宜 长 久 使 用 袁 因 此 限 制 了 该 涂图 圆 摇 疏 冰 涂 层 的 冰 黏 附 强 度 测 试 结 果 渊 葬 冤 几 种 疏 冰 涂层 的
46、 冰 黏 附 强 度 曰 渊 遭 冤 晕 怎 泽 蚤 造 砸 鄄 圆 员 愿 园 涂 层 经 各 种 环 境 处理 后 的 冰 黏 附 强 度咱 圆 愿 暂云 蚤 早 援 圆 摇 陨 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 则 藻 泽 贼 贼 藻 泽 怎 造 贼 泽 枣 燥 则 蚤 糟 藻 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 院 渊 葬 冤蚤 糟 藻 葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 贼 藻 泽 贼 凿 葬 贼 葬 枣 燥 则 蚤 糟 藻 鄄 责 澡 燥 遭 蚤 糟 糟 燥 葬 贼 蚤 灶 早 泽 曰 渊 遭 冤 蚤 糟 藻葬 凿 澡 藻 泽 蚤 燥 灶 燥 枣 晕 怎 泽
47、蚤 造 砸 鄄 圆 员 愿 园 葬 枣 贼 藻 则 藻 灶 增 蚤 则 燥 灶 皂 藻 灶 贼 葬 造 藻 曾 责 燥 泽 怎 则 藻咱 圆 愿 暂层 的 推 广 应 用 遥冰 与 水 在 基 体 表 面 的 黏 附 依 赖 于 它 们 与 基 体 表面 的 作 用 力 袁 这 些 作 用 力 包 括 静 电 吸 引 尧 范 德 华 力 和氢 键 等 袁 其 中 氢 键 的 作 用 最 为 显 著咱 圆 怨 袁 猿 园 暂遥 孕 藻 贼 则 藻 灶 噪 燥等咱 远 暂通 过 制 备 亲 辕 疏 水 性 不 同 的 自 组 装 单 分 子 层 研究 了 氢 键 对 水 和 冰 黏 附 力 的 影
48、 响 袁 结 果 表 明 袁 氢 键 增多 袁 冰 的 黏 附 力 随 之 增 大 遥 结 合 有 机 硅 材 料 在 抗 结冰 领 域 的 优 点 袁 晕 燥 则 皂 葬 灶 等咱 员 园 袁 猿 员 袁 猿 圆 暂以 端 氨 基 聚 硅 氧 烷为 基 体 材 料 袁 与 二 酰 氯 渊 马 来 酰 氯 尧 富 马 酰 氯 等 冤 尧 二异 氰 酸 酯 渊 栽 阅 陨 冤 和 二 氨 基 化 合 物 等 小 分 子 有 机 物 在四 氢 呋 喃 等 溶 剂 中 反 应 袁 制 得 含 有 酰 脲 鄄酰 胺 基 团 的聚 硅 氧 烷 共 聚 物 渊 结 构 式 如 图 式 圆 所 示 冤 袁
49、适 当 调 整反 应 物 的 加 料 方 式 和 顺 序 袁 聚 硅 氧 烷 酰 脲 鄄酰 胺渊 责 燥 造 赠 泽 蚤 造 燥 曾 葬 灶 藻 鄄 怎 则 藻 蚤 凿 藻 鄄 葬 皂 蚤 凿 藻 冤 可 以 是 无 规 共 聚 物 袁 也 可以 是 嵌 段 共 聚 物 遥 将 聚 硅 氧 烷 酰 脲 鄄酰 胺 溶 液 喷 涂在 各 种 类 型 的 基 材 表 面 制 备 出 了 综 合 性 能 优 异 的 抗结 冰 涂 层 遥 该 涂 层 材 料 中 引 入 的 酰 脲 基 团 可 降 低 水第 员 员 期 李 摇 辉 等 摇 抗 结 冰 涂 层 院 从 表 面 化 学 到 功 能 化 表
50、面 窑 圆 园 怨 员摇 窑分 子 氢 键 聚 集 的 能 力 袁 从 而 干 扰 了 氢 键 间 的 结 合 能 袁破 坏 了 冰 的 形 成 和 黏 附 遥图 式 圆 摇 一 种 聚 硅 氧 烷 酰 脲 鄄酰 胺 聚 合 物 结 构 式咱 猿 圆 暂杂 糟 澡 藻 皂 藻 圆 摇 悦 澡 藻 皂 蚤 糟 葬 造 泽 贼 则 怎 糟 贼 怎 则 藻 燥 枣 责 燥 造 赠 泽 蚤 造 燥 曾 葬 灶 藻 鄄 怎 则 藻 蚤 凿 藻 鄄葬 皂 蚤 凿 藻咱 猿 圆 暂通 过 调 节 聚 合 物 中 酰 胺 基 团 的 含 量 袁 可 改 变 聚硅 氧 烷 酰 脲 鄄酰 胺 中 结 晶 区 和
