解析肉豆蔻酸銅超疏水表面化學結(jié)構(gòu)及浸潤性影響因素

范偉

摘 要：在制備金屬超疏水表面防腐薄膜的過程中，使用一些金屬脂肪酸微簇物質(zhì)，全面測量其形貌化學結(jié)構(gòu)、實際的抗結(jié)垢性能和浸潤性能，有良好的效果。這項研究結(jié)果對于肉豆蔻酸銅表面超疏水性復(fù)合材料形成機理研究工作的順利進行有積極的作用和重要的意義。從肉豆蔻酸銅表面超疏水性復(fù)合材料的實驗工作出發(fā)，全面分析和說明了肉豆蔻酸銅超疏水表面的化學結(jié)構(gòu)，詳細說明、介紹了影響肉豆蔻酸銅超疏水表面浸潤性的因素。

關(guān)鍵詞：肉豆蔻酸；純銅；超疏水表面；浸潤性

中圖分類號：O647.1 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.035

制備出穩(wěn)定的金屬超疏水表面防腐薄膜，在金屬防腐工作和自清潔等工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中有非常重要的意義和作用。金屬超疏水表面防腐薄膜，不僅有良好的修飾作用，還能減少金屬和腐蝕介質(zhì)結(jié)垢的問題。目前，在制造穩(wěn)定的金屬超疏水表面防腐薄膜的過程中，所使用的方法存在一些問題。金屬表面微納米階層結(jié)構(gòu)的蠟狀物質(zhì)本身的形貌將會直接影響穩(wěn)定超疏水薄膜的形成效果，因而針對該蠟狀物質(zhì)進行研究，能夠為金屬超疏水表面防腐薄膜制備工作的順利進行提供良好的指導(dǎo)條件。

1 肉豆蔻酸銅表面超疏水性復(fù)合材料的實驗工作

針對肉豆蔻酸銅表面超疏水性復(fù)合材料的各項情況進行全面、細致的分析和研究，積極開展相應(yīng)的實驗工作，對于金屬超疏水表面防腐薄膜制備工作的開展具有積極的意義和作用。

1.1 制備超疏水表面

在制備超疏水表面的過程中，要先做好實驗材料準備工作，主要有銅試樣、肉豆蔻酸等。銅試樣的尺寸是30 mm×20 mm×7 mm，需要經(jīng)過耐水砂紙和金剛石等材料的拋光處理，同時，還需要使用無水乙醇和蒸餾水清洗。經(jīng)過一系列處理的銅試樣需要放置在干凈的器皿中，為后續(xù)的實驗作準備。在處理肉豆蔻酸的過程中，要將其保持在20～60 ℃的狀態(tài)中。另外，要準備物質(zhì)的量濃度為0.03 mol/L的肉豆蔻酸-乙醇溶液，用于浸泡之前處理好的銅試樣。浸泡144 h之后，全面觀察溫度對實驗結(jié)果的影響。最后，去除溶液中的銅試樣，使用蒸餾水和無水乙醇清洗它，使其自然干燥。

1.2 超疏水表面化學結(jié)構(gòu)的實驗結(jié)果

在針對超疏水表面化學結(jié)構(gòu)的實驗過程中，要積極、全面開展觀測工作。在實驗中，改變?nèi)舛罐⑺?乙醇溶液的浸泡時間、溫度和濃度等條件，認真分析研究Cu（CH3（CH2）12COO）2花瓣形微簇生成的實際效果。如果肉豆蔻酸-乙醇溶液浸泡的時間較短，銅試樣表面上將形成少量Cu（CH3（CH2）12COO）2薄膜。當浸泡的時間逐漸延長，薄膜本身的密度也將逐漸增加，同時，還會形成相應(yīng)的花瓣形微簇；當時間恰好時，將會產(chǎn)生連續(xù)性的樹枝狀微簇。肉豆蔻酸銅微簇結(jié)構(gòu)中有比較多的納米片，這些微-納米片的復(fù)合結(jié)構(gòu)是薄膜具有特殊浸潤性能的重要原因。在此需要注意的是，肉豆蔻酸銅微簇超疏水表面的主要反應(yīng)機理方程式是：

在氧化條件下，金屬銅將會發(fā)生氧化反應(yīng)，肉豆蔻酸也會發(fā)生酸堿反應(yīng)，從而形成Cu（CH3（CH2）12COO）2花瓣形微簇膜。該膜在實際應(yīng)用的過程中能夠起到良好的防腐性作用。

2 肉豆蔻酸銅超疏水表面的浸潤性影響因素

影響超疏水表面浸潤性的因素比較多，筆者針對肉豆蔻酸的超疏水表面情況進行全面、細致的分析和說明，以期為提高超疏水表面的浸潤性效果提供良好的前提條件。

2.1 濃度

濃度是影響超疏水表面浸潤性能的重要因素。當肉豆蔻酸-乙醇溶液的濃度不斷增加時，花瓣形微簇表面的浸潤性將會發(fā)生由低到高的變化。在肉豆蔻酸實驗反應(yīng)中，肉豆蔻酸-乙醇溶液和銅本身的反應(yīng)速率比較慢。這主要是因為肉豆蔻酸的分子比較少，會影響表面微簇的形成。而當肉豆蔻酸-乙醇溶液的濃度逐漸升高時，超過臨界值0.03 mol/L，微簇薄膜自身的表面浸潤性也達到最低的狀態(tài)。這說明，影響微簇表面良好浸潤性形成的關(guān)鍵性因素之一就是濃度。

2.2 浸泡溫度

影響超疏水表面浸潤性的一個重要因素就是浸泡溫度。在實驗過程中，固定肉豆蔻酸-乙醇溶液的濃度和相應(yīng)的時間條件，檢測出浸泡溫度對超疏水表面浸潤性的影響。通常情況下，當室內(nèi)溫度保持在25～30 ℃，溫度還在升高時，超疏水表面浸潤性的曲線呈現(xiàn)起伏—平緩—下滑的情況。也就是說，當肉豆蔻酸-乙醇溶液溫度升高，超疏水表面的浸潤性效果有所波動；當溫度在一定程度上保持不變，浸潤性效果較為平緩；當溫度過高，即超過30 ℃時，將會出現(xiàn)浸潤性逐漸降低的情況。

2.3 浸泡時間

浸泡時間對超疏水表面浸潤性有重要的影響。肉豆蔻酸-乙醇溶液的浸泡時間越長，肉豆蔻酸銅微簇表面的浸潤性會越明顯。當浸泡時間保持在144 h時，浸潤性效果是最好的，超過這個時間，肉豆蔻酸銅微簇表面的浸潤性將會有所降低。

3 結(jié)束語

肉豆蔻酸銅超疏水表面的研究和實驗工作，對于制備良好的防腐性薄膜有重要作用。濃度、溫度和浸泡時間是影響肉豆蔻酸銅超疏水表面浸潤性的重要因素。筆者簡要分析和研究了肉豆蔻酸銅超疏水表面的化學結(jié)構(gòu)和浸潤性效果，希望能夠為超疏水表面薄膜的形成創(chuàng)造良好的條件。

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〔編輯：白潔〕