KCC-1/PVDF超疏水與超滑表面的制備及其性能研究

曹京宜，張海永，楊文靜，陳蓉蓉，劉婧媛，王君

KCC-1/PVDF超疏水與超滑表面的制備及其性能研究

曹京宜1，張海永1，楊文靜2，陳蓉蓉2，劉婧媛2，王君2

（1.中國人民解放軍92228部隊，北京 100072；2.哈爾濱工程大學 材料科學與化學工程學院，哈爾濱 150001）

將海膽狀納米二氧化硅（KCC-1）微球摻入聚偏氟乙烯（PVDF）中，制備出KCC-1/PVDF超疏水涂層，并在此基礎上利用不同涂層修飾劑修飾，進一步制備出超滑涂層。以溴化十六烷基吡啶作為模板，結合煅燒法合成了海膽狀KCC-1微球，分散到PVDF溶液中，在鎂合金表面制備KCC-1/PVDF涂層，并進一步用不同修飾劑（全氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）、十六烷基三甲氧基硅烷（HDTES）和二甲基硅油）對涂層表面進行改性。經(jīng)過十六烷基三甲氧基硅烷改性，得到水接觸角為155°的超疏水涂層，而灌注二甲基硅油后得到滑動角為4.5°的超滑表面。摩擦磨損實驗中，超滑表面的耐磨性優(yōu)于超疏水表面，優(yōu)于空白鎂合金；防覆冰實驗結果表明超疏水和超滑表面能有效延緩液滴在表面結冰。KCC-1/PVDF超疏水與超滑涂層能有效地保護鎂合金基底，且超滑涂層的防腐蝕性優(yōu)于超疏水涂層，其腐蝕抑制效率IE分別為100%和98.28%。

超疏水；超滑；KCC-1；PVDF；耐腐蝕；防覆冰

超滑表面（SLIPS）被廣泛應用于防冰、油水分離、防腐、自清潔、生物醫(yī)學、減阻、防霧以及海洋防污等領域。這種表面是由在熱帶雨林中幸存下來的豬籠草啟發(fā)而來[1]，Gaume等人[2]首次綜合地研究了豬籠草的俘獲機理，觀察得出，豬籠草內部的蠟狀結構是捕獲昆蟲最主要的功能區(qū)域，這種蠟狀結構由垂直于表面的片狀晶體組成，這些片狀結構不僅可以將昆蟲與表面的接觸區(qū)域分離，還可以與昆蟲接觸區(qū)域形成非晶態(tài)結構進而阻礙昆蟲的粘附。2013年美國哈佛大學Wong[3]研究小組就豬籠草這種特性進行了研究，首次提出“注入液體的多孔超滑表面”的概念。豬籠草利用粗糙的微結構鎖定潤滑分泌液，液膜可以排斥昆蟲腳上的油分，因此導致昆蟲無法在豬籠草內壁找到固定點，從而滑入底部的消化液，受豬籠草的啟發(fā)，他們制備聚四氟乙烯基多孔納米纖維網(wǎng)狀基底，然后在這種多孔結構中注入潤滑液，得到注入液體的多孔超滑表面[4-5]，其主要由具有孔隙微觀結構的固相基底和填充在固相結構中的潤滑油兩部分組成。

自此之后，超滑表面的研究成為仿生界的研究熱點，隨之涌現(xiàn)出大量制備超滑表面的方法[6-8]。Philseok[9]研究組通過電化學沉積法在金屬鋁表面沉積一層具有納米級粗糙結構的聚吡咯（PPy），然后將包覆聚吡咯的鋁片經(jīng)過潤滑液修飾得到抗冰及防霧的超滑表面。Alexander等人[10]通過將多孔的聚四氟乙烯直接浸泡在全氟聚醚的潤滑液中，得到具有抗微生物附著的超滑表面。Chen[11]課題組應用噴涂法在玻璃表面噴涂納米多孔纖維素月桂醇酯懸浮液，所形成的連續(xù)多孔膜層具有疏水性能，在其表面多孔網(wǎng)絡結構中浸入超滑液體得到的超滑表面具有更好的超滑性能及抗冰性能。一般SLIPS有三個設計準則：（1）潤滑液必須潤濕基底并穩(wěn)定地儲存在基材內；（2）潤滑液與基底的粘附力要比潤滑液與測試液體的粘附力大，即固體必須先被潤滑液潤濕，而不是被要排斥的液體先潤濕；（3）潤滑液和外部液體必須是不混溶的[12]。通常制備超滑表面的后兩種標準很容易達到，關鍵在于制備能夠穩(wěn)定儲存潤滑液的納米粗糙結構，如交錯結構、片層多孔結構或陣列結構。因此，研究者們致力于微/納米多級結構制備研究，該結構可以發(fā)揮毛細管效應將潤滑液固定，以形成穩(wěn)定的潤滑液層，且其表面積大，結合對液體的化學親和力，促進潤滑液的完全潤濕和粘附。

KCC-1是具有徑向皺紋結構的球形二氧化硅納米粒子，具有高的比表面積、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，可用作催化劑載體[13]、吸附劑[14]，這樣的褶皺結構有望在涂層中充當“潤滑油儲存器”，使得潤滑油不易流失。本文通過模板法合成海膽狀具有納米褶皺的介孔二氧化硅，分散到聚偏氟乙烯（PVDF）中，并在鎂合金表面制備KCC-1/PVDF復合膜，經(jīng)低表面能修飾后得到超疏水表面，在此基礎上灌注潤滑油得到超滑表面。通過SEM對形成的超疏水膜層進行表征，并采用摩擦磨損實驗、接觸角測量儀、藻液浸泡測試、電化學工作站，對所得超疏水/超滑膜層的耐磨性、防覆冰性、耐腐蝕性、抗海藻粘附等性能進行研究。

1 實驗

1.1 試劑和儀器

試驗試劑包括：正硅酸乙酯（TEOS），分析純，阿拉丁試劑（上海）有限公司；六甲基二硅氮烷（HMDS），分析純，天津市新精細化工開發(fā)中心；聚偏氟乙烯（PVDF），分析純，昆山鑫葵高分子新材料有限公司；全氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES），分析純，天津基準化學試劑有限公司；十六烷基三甲氧基硅烷（HDTES），分析純，天津市富宇精細化工有限公司；N,N-二甲基甲酰胺（DMF），分析純，天津市大茂化學有限責任公司；二甲基硅油，分析純，天津市光復精細化工有限公司；環(huán)己烷，分析純，天津市富宇精細化工有限公司；異丙醇，分析純，天津市富晨化學試劑廠；尿素，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；95%（體積分數(shù)）乙醇，分析純，天津市福晨化學試劑廠。

實驗儀器包括：KQ118超聲清洗儀，昆山市超聲儀器有限公司；FA2004電子天平（精確度0.0001 g），上海精密儀器科學儀器有限公司；ZNCL-S 智能恒溫磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責任公司；DH-101-3電熱鼓風干燥箱，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；Data Physics OCA20懸滴法表界面接觸角儀，德國Dataphysics公司；JSM-6480A掃描電子顯微鏡，日本JEOL公司；PGSTAT302N電化學工作站，德國Autolab公司；spectrum 100傅立葉變換紅外光譜儀，美國PerkinElmer公司；MiniTest 600涂覆層測厚儀，北京時代山峰科技有限公司；HP-101A噴筆，臺灣噴筆器材股份有限公司；HT-1000摩擦磨損試驗機，南京冉銳科技有限公司。

1.2 KCC-1納米顆粒和復合涂層的制備

1.2.1 鎂合金表面的預處理

將AZ31型鎂合金裁剪為30 mm×30 mm大小，用100目、600目及2000目砂紙依次將鎂合金表面進行打磨，酒精棉擦拭干凈后烘干，備用。

1.2.2 KCC-1納米顆粒的制備

在水、油、表面活性劑三元體系雙連續(xù)微乳液相中合成具有皺紋結構的分層介孔二氧化硅納米粒子KCC-1。首先，將3 g（7.8 mmol）C21H38BrN、1.8 g（30 mmol）尿素溶于90 mL 去離子水中，超聲處理10 min。隨后，將90 mL環(huán)己烷和2.76 mL（36 mmol）異丙醇加入到溶液中，在室溫以900 r/min的轉速磁力攪拌下，將9 mL（36 mmol）正硅酸乙酯TEOS逐滴滴加到混合溶液中，接著將反應混合物油浴加熱至70 ℃并繼續(xù)攪拌16 h。反應結束冷卻至室溫后，將乳白色反應混合物離心并用丙酮和水洗滌三次，60 ℃干燥12 h后研磨，放入馬弗爐中500 ℃煅燒3 h，得到白色KCC-1粉末。為改善其分散性，用HMDS修飾。

1.2.3 KCC-1/PVDF超疏水涂層的制備

稱取20 g PVDF到燒杯中，加入40 ml N,N-二甲基甲酰胺后用玻璃棒攪拌使其溶解，然后將一定質量的 KCC-1加入PVDF溶液中，超聲處理15 min形成均質的乳白色涂料。配制一系列KCC-1質量濃度不同的涂料，KCC-1與PVDF質量比分別為0.65∶1、0.7∶1、0.75∶1和0.8∶1。噴涂結束后，將試樣置于60 ℃的烘箱中干燥24 h。

為探究不同低表面能修飾劑對涂層潤濕性的影響，本文選擇PFOTES和HDTES作為修飾劑。用移液槍量取1.43 mL PFOTES加入到120 mL無水乙醇中，室溫下以600 r/min速度攪拌15 min后倒入裝有樣品片的培養(yǎng)皿中，用保鮮膜密封，水平放置在通風櫥中15 min，然后取出樣品于室溫下干燥24 h。稱取0.8 g HDTES十六烷基三甲氧基硅烷，加入53.33 mL 95%乙醇，滴加冰乙酸調節(jié)pH至4~5，室溫下以 600 r/min的轉速攪拌1 h，然后加入到裝有樣品片的培養(yǎng)皿中，密封放置15 min后取出樣品，室溫下干燥24 h，以備后續(xù)測試。

1.2.4 KCC-1/PVDF超滑涂層的制備

為制備超滑涂層，選擇二甲基硅油作為潤滑油，將5 ml二甲基硅油直接滴到超疏水涂層上，水平放置1 h使?jié)櫥徒胪繉樱脼V紙從邊緣吸收過量的二甲基硅油，以備后續(xù)測試。

1.3 性能測試與表征

利用接觸角測試儀，將4 μL去離子水滴在涂層表面，隨機取3個以上不同試點，測定靜態(tài)接觸角，并取平均值作為最終靜態(tài)接觸角測量值。KBr壓片法在500~4000 cm?1范圍內測定樣品顆粒的官能團組成。利用日本JEOL公司JSM-6480A掃描電子顯微鏡觀察涂層的微觀形貌。

將樣品放在玻璃培養(yǎng)皿中，探頭貼緊涂層，記錄顯示的數(shù)據(jù)；將樣品翻轉，再次把探頭貼緊樣品并記錄數(shù)據(jù)，涂層厚度為兩個數(shù)據(jù)的差值。每個涂層測試5次后取平均值。

在室溫條件下（約20 ℃），將樣品固定在HT-1000摩擦磨損試驗機測試臺上，在170 g摩擦體（滾鎘15）的作用下對樣品進行摩擦，摩擦半徑為3 mm，以5 Hz的頻率摩擦10 min，通過測量摩擦系數(shù)和摩擦前后涂層的磨損量，來判斷涂層的耐磨性。

采用經(jīng)典的三電極體系，甘汞電極作參比電極，鉑片作對電極，樣品作為工作電極，測試樣品的Nyquist圖、Bode圖和極化曲線。將樣品浸泡在3.5%NaCl溶液中組裝成電解池，設置擾動電壓為5 mV，穩(wěn)定時間為5 min，電化學阻抗掃描頻率范圍為10 mHz~ 100 kHz。

通過接觸角測試儀聯(lián)合低溫系統(tǒng)測試樣品的防覆冰性，將4 μl的液滴滴到涂層表面，設定溫度為-10 ℃。

2 結果與討論

2.1 KCC-1比例及修飾劑對涂層表面潤濕性的影響

KCC-1修飾前后的紅外光譜圖如圖1所示，1100 cm-1附近的峰對應于Si—O—Si，改性后的圖譜中，在 2969 cm-1處出現(xiàn)的峰對應—CH3彎曲振動峰，967 cm-1處為Si—OH伸縮振動吸收峰，1630 cm-1處為—OH彎曲振動峰，3440 cm-1處為—OH反對稱伸縮振動峰且強度減弱，證明KCC-1修飾成功[15]。

為探究KCC-1的比例、低表面能修飾劑及潤滑油對涂層潤濕性的影響，采用靜態(tài)接觸角測量儀對樣品的接觸角進行測試，相應的接觸角測試結果如圖2所示。從圖2中可以看出，當KCC-1:PVDF的質量比為0.65∶1、0.7∶1、0.75∶1、0.8∶1時，涂層表面的靜態(tài)接觸角分別為138°、141°、143°、147°，隨著KCC-1比例的增大，涂層表面的接觸角逐漸增大，但并未達到超疏水狀態(tài)，而且當KCC-1添加量為80%時，涂層表面的固體顆粒出現(xiàn)自動脫落的現(xiàn)象。

Fig.1 Infrared spectrum of of KCC-1 before (a) and after (b) modification

從圖2a中經(jīng)HDTES修飾后的KCC-1/PVDF表面接觸角可以看出，經(jīng)HDTES修飾后涂層的接觸角有所上升，KCC-1與PVDF質量比為0.75、0.8時，涂層的接觸角分別為155°、156°，達到超疏水狀態(tài)。經(jīng)PFOTES修飾后的KCC-1/PVDF表面接觸角如圖2b所示，KCC-1與PVDF質量比為 0.75、0.8時，涂層經(jīng)修飾后的接觸角分別為151°、154°。當KCC-1與樹脂的質量比達到0.75時，經(jīng)低表面能修飾劑修飾后的涂層能達到較穩(wěn)定的超疏水狀態(tài)。

復合涂層在灌注潤滑油后接觸角有所下降，且隨著KCC-1添加量的增加，SLIPS的接觸角先減小后增大，滑動角的變化趨勢與接觸角一致。當KCC-1添加量為75%時，HDTES修飾的超疏水涂層的接觸角低至67°，滑動角為4.5°；全氟辛基三乙氧基硅烷修飾的涂層的接觸角為68°，滑動角為4.8°?；谒佑|角測試結果，確定KCC-1最佳添加量為75%，從成本及潤滑油和修飾劑的相似相容原理考慮，低表面能修飾劑選擇十六烷基三甲氧基硅烷。

2.2 KCC-1/PVDF超疏水涂層表面形貌的探究

無機顆粒在連續(xù)相PVDF中形成均勻的懸浮液，不同質量比的懸浮液在基底表面形成不同的微結構。圖3為KCC-1納米顆粒的SEM照片、TEM照片及KCC-1/PVDF超疏水涂層的SEM照片。圖3a—d分別為不同放大倍數(shù)下的KCC-1的掃描電鏡照片和透射電鏡照片，從圖中可以看出，KCC-1粒徑約為500 nm，尺寸均勻，樣品具有均勻的放射狀介孔通道。

圖3e—g為不同放大倍數(shù)下KCC-1添加量為75%的KCC-1/PVDF超疏水復合涂層的掃描電鏡照片。由圖可看出，納米顆粒聚集形成微米團簇，并與團簇表面暴露的納米顆粒形成微納米分級結構，符合Wenzel模型，這種粗糙結構能捕捉一層空氣層，由于空氣是一種疏水性較強的介質，因此空氣層可以充當阻擋層以阻止液體到達鎂合金基底，這大大減少了液滴與樣品表面的接觸面積，疏水性較強。涂層的孔洞結構及KCC-1的介孔褶皺結構有利于潤滑液的浸入儲存，可使表面長時間保持超滑狀態(tài)。

2.3 KCC-1/PVDF超疏水及超滑涂層的耐磨性

為了驗證KCC-1/PVDF超疏水與超滑涂層的耐磨性，對空白鎂合金、KCC-1/PVDF超疏水涂層以及灌注潤滑油后的超滑涂層進行摩擦磨損實驗，其耐磨性通過摩擦系數(shù)以及磨損量來評估。摩擦系數(shù)測試結果如圖4a所示，空白鎂合金在整個實驗過程中摩擦系數(shù)很不穩(wěn)定，變化幅度較大，涂覆KCC-1/PVDF超疏水涂層的鎂合金片相對于空白片平均摩擦系數(shù)較小，變化幅度小，而灌注潤滑液的涂層減磨性能更優(yōu)異，涂覆超滑涂層的鎂合金不但摩擦系數(shù)小，在整個實驗過程中變化幅度也最小。

不同涂層磨損量如圖4b所示，空白鎂合金、KCC-1/PVDF超疏水鎂合金以及超滑鎂合金片的磨損量分別為1.1、0.2、0.1 mg。與空白鎂合金相比，涂覆超疏水和超滑涂層的鎂合金的磨損量非常小。測量涂層摩擦實驗后的水接觸角結果如圖4c所示，超疏水涂層的水接觸角降低了1.5°，而超滑涂層的接觸角幾乎沒有變化。其原因可能是因為鎂合金本身較硬，噴涂超疏水涂層后，表面變柔軟，二氧化硅納米球的加入起到“球軸承”作用，避免摩擦副直接接觸，在摩擦條件下，納米粒子在摩擦副表面形成一層保護膜來降低摩擦磨損。灌注潤滑液后，涂層特殊的多孔結構能夠很好地儲存潤滑油，低載荷條件下在摩擦副接觸面上形成一層連續(xù)的潤滑油膜，這時邊界潤滑起主要作用，納米粒子與潤滑油表現(xiàn)出協(xié)同作用，使得涂層的摩擦系數(shù)更小，磨損量隨之降低[16]。

圖3 KCC-1納米顆粒及KCC-1/PVDF超疏水涂層的形貌圖

圖4 鎂合金及KCC-1 / PVDF超疏水/超滑涂層的耐磨性結果圖

Fig.4 Coefficient of friction (a), amount of wear (b), and contact angle of the coating of magnesium alloy and coating (c)

2.4 KCC-1/PVDF超疏水及超滑涂層的防覆冰性能

固體表面的冰粘附對道路、機翼、電線、船只和其他能源設備會造成嚴重損壞，而傳統(tǒng)的除冰手段往往伴隨著能源的消耗及污染的產生。超疏水和超滑表面的抗冰有兩種方式：其一是延長液滴的結冰時間，其二是降低冰的附著力，使其很容易被削除。本文通過計量液滴在表面的結冰時間，以此評估其抗冰性。圖5為水滴在光滑鎂合金表面、超疏水表面和超滑表面的結冰過程，可以看出，經(jīng)過54 s后，水滴在鎂合金表面形成冰晶，超疏水表面經(jīng)過544 s出現(xiàn)結冰，結冰時間延長了10.1倍，而在超滑表面上，結冰時間為615 s，相對于空白鎂合金，結冰時間延長了11.4倍。超疏水表面水接觸角大，液滴在其表面有更低的結冰點，冰晶在材料表面形成過程受到了抑制。另外，由于液滴與超疏水表面的接觸面積更小，冰與基底的粘附力更小，容易脫落。對于超滑涂層，由于在粗糙表面上注入了潤滑油，粗糙結構空隙被潤滑油占據(jù)，消除了水在多孔結構中凝結的可能性，大大抑制了冰晶的形成。此外，由于潤滑油具有超低凝固點且與水相或冰相之間的相互作用非常弱，因而能夠輕易脫落。

圖5 水滴在鎂合金AZ31、超疏水及超滑表面上的結冰過程

2.5 KCC-1/PVDF超疏水及超滑涂層的耐腐蝕性

通過電化學工作站測試樣品的EIS及動電位極化曲線來評估樣品的耐腐蝕性。從圖6a—d的Nyquist圖和Bode圖可以看出，空白鎂合金在3.5%NaCl溶液中浸泡3 h后阻抗弧半徑約為1300 ??cm2，超疏水涂層的鎂合金在3.5%NaCl溶液中浸泡1 d后的阻抗弧半徑比空白鎂合金約大5個數(shù)量級，阻抗模值∣∣為4.9′108??cm2，涂覆超滑涂層的鎂合金浸泡1 d后的阻抗模值∣∣為1.31′1010??cm2，表明該超滑涂層的腐蝕速率低，具有較好的耐腐蝕性。中頻區(qū)有一個明顯的時間常數(shù)，這是因為在抗腐蝕的過程中，夾雜空氣的復合膜起主導作用，而不是電荷轉移產生的阻抗[17]。隨著浸泡時間的延長，超疏水和超滑鎂合金的阻抗弧半徑逐漸減小，然而浸泡至14 d時，超疏水涂層的阻抗半徑仍遠遠大于空白鎂合金，此時超疏水涂層的阻抗降至1.13′108??cm2，而超滑涂層容抗半徑降至1.02′109??cm2，比空白鎂合金的阻抗高6個數(shù)量級。無論是超疏水還是超滑表面，其高頻相位角均接近90°。從低頻阻抗||10 mHz與浸泡時間的曲線可知，超滑涂層阻抗值始終高于超疏水涂層并遠遠高于空白鎂合金。以上結果表明，該超疏水與超滑表面在3.5%NaCl溶液中具有高穩(wěn)定性和耐久性。

Fig.6 Nyquist (a) and Bode diagram (b) of superhydrophobic sample immersed in 3.5wt% NaCl solution for different times, polarization curve Nyquist (c) and Bode diagram (d) of ultra-slip sample immersed in 3.5wt% NaCl solution, low-frequency impedance value (||10 mHz) as a function of immersion time (e) and polarization curve of sample immersed in 3.5wt% NaCl solution (f)

在極化曲線中，未處理的鎂合金對應更大的電流密度和更小的腐蝕電位，而超滑表面的腐蝕電流密度最小，電化學參數(shù)見表1。涂層的腐蝕抑制速率根據(jù)式(1)計算[18]。

式中：corr,bare為空白鎂合金腐蝕電流密度（μA/cm2）；corr,coated為超疏水鎂合金腐蝕電流密度（μA/cm2）。計算出KCC-1/PVDF超疏水涂層的腐蝕抑制速率為98.28%，KCC-1/PVDF超滑涂層的腐蝕抑制速率為100%，表明超疏水及超滑層有效地降低了腐蝕速率，保護了鎂合金免受腐蝕。

表1 空白鎂合金、超疏水鎂合金、超滑鎂合金極化曲線電化學參數(shù)

Tab.1 Electrochemical parameters of polarization curves of blank magnesium alloy, superhydrophobic magnesium alloy and ultra-slip magnesium alloy

3 結論

1）通過接觸角測試結果可知，隨著KCC-1添加量的增大，涂層接觸角逐漸增大，當添加量為75%時，涂層經(jīng)修飾后達到超疏水狀態(tài)，灌二甲基硅油后得到超滑涂層。對比分析摩擦系數(shù)和磨損量可知，耐磨性順序為超滑涂層>超疏水涂層>空白鎂合金，說明樣品具有較好的耐磨性。

2）對比水滴樣品表面結冰所用時長，發(fā)現(xiàn)超疏水和超滑表面的結冰時間分別是空白鎂合金的8.9倍和11.4倍，證明該超疏水和超滑表面有良好的防覆冰性。

3）用3.5%NaCl溶液浸泡制備的涂層，分析Nyquist圖、Bode圖和極化曲線證明超疏水及超滑涂層的耐腐蝕性遠遠大于空白鎂合金，超疏水涂層對基底的腐蝕抑制效率達98.28%，超滑涂層對基底的腐蝕抑制效率達100%；持續(xù)浸泡至14 d，涂層的阻抗值仍比空白鎂合金大5~6個數(shù)量級，表明該超疏水與超滑涂層有長期有效的耐腐蝕性。

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Preparation and Properties of KCC-1/PVDF Superhydrophobic and Ultra-slip Surfaces

1,1,2,2,2,2

(1.Unit 92228, People’s Liberation Army, Beijing 100072, China; 2.School of Materials Science and Chemical Engineering, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China)

The work aims to prepare KCC-1/PVDF superhydrophobic coatings by incorporating silica (KCC-1) microspheres into polyvinylidene fluoride (PVDF) and then prepare ultra-slip coatings by using different coating modifiers on this basis. KCC-1 microspheres were synthesized by calcination with cetylpyridinium bromide as a template and dispersed in polyvinylidene fluoride (PVDF) solution to prepare KCC-1/PVDF coating on the surface of magnesium alloy. Then, the surface of KCC-1/PVDF coating was modified with different modifiers (PFOTES, HDTES and dimethicone). After the modification with HDTES, a superhydrophobic coating with a water contact angle of 155° was obtained. Added with dimethicone, an ultra-slip surface with a sliding angle of 4.5° was obtained. In the friction and wear test, the wear resistance of the ultra-slip surface was better than that of the superhydrophobic surface and the blank magnesium alloy. The results of the anti-icing experiment showed that the superhydrophobic and ultra-slip surfaces could effectively delay the freezing of droplets on the surface. The KCC-1/PVDF superhydrophobic and ultra-slip surfaces can effectively protect the magnesium alloy substrate and the ultra-slip coating is superior to the superhydrophobic coating in corrosion resistance, of which the corrosion inhibition efficiency IE% is 100% and 98.28%, respectively.

superhydrophobic; ultra-slip; KCC-1; PVDF; corrosion resistance; anti-icing

2019-07-03；

2019-09-18

CAO Jing-yi (1972—), Female, Doctor, Research professor, Research focus: development of functional coatings. E-mail: caojy_22@163.com

曹京宜，張海永，楊文靜，等. KCC-1/PVDF超疏水與超滑表面的制備及其性能研究[J]. 表面技術, 2020, 49(6): 152-158.

TB34

A

1001-3660(2020)06-0152-07

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.06.018

2019-07-03；

2019-09-18

中央高?；?/p>

Fund：The Fundamental Research Funds of the Central University

曹京宜（1972—），女，博士，研究員，主要從事功能涂層研制及檢測研究。郵箱：caojy_22@163.com

CAO Jing-yi, ZHANG Hai-yong, YANG Wen-jing, et al. Preparation and properties of KCC-1/PVDF superhydrophobic and ultra-slip surfaces[J]. Surface technology, 2020, 49(6): 152-158.