防雾和防尘镀膜玻璃的膜层合成与性能研究开题报告
2020-04-23 19:37:47
1. 研究目的与意义(文献综述)
近年来,国内空气质量不断下降,根据中国环境监测总站统计,2017年上半年国内个城市pm2.5年均浓度为48mg/m3,远高于who it2标准,灰尘颗粒物对玻璃制品的透光度等相关功能性表征有着较为严重的不良影响。另外,玻璃两侧温差较大导致的起雾现象也成为了限制玻璃产业进一步发展的因素,玻璃生产行业对具有防雾、防尘复合效果的玻璃有着显著的技术需求。
玻璃的雾化指的是材料表面温度达到周围水蒸气露点时,饱和水蒸气迅速冷凝出小水珠,使得光线发生折射与反射,影响玻璃的透光率与其他光学性能的现象。该现象取决于两个条件:(1)外部环境与基材之间存在温差、湿度适宜;(2)基材表面的润湿性质。对于(1),可以通过加热或超声波分散装置,使得水蒸气难以凝结水滴或凝结后快速分散,但这些方法耗能较大,经济效益较差,故玻璃的防雾措施一般是从(2)入手,通过镀膜与涂层的方法改变玻璃的表面张力,使得小水珠快速滚落或铺展,以此方法避免玻璃结雾[1]。
查阅文献[1]可知,改变玻璃的表面张力的方法有两种:使玻璃表面疏水化,通过在玻璃表面喷涂有机硅烷或含氟表面活性剂、降低玻璃表面张力来实现,疏水持久性差,需反复喷涂;也有研究者[13]尝试制备耐磨性质较好的sio2多层超疏水薄膜,;另一种思路是通过在玻璃表面涂覆有机无机杂化薄膜,如丙烯酸酯膜、tio2薄膜,使玻璃表面亲水化,该范围适用范围广泛、防雾持久性佳,是当前研究的主流思路[2]。
2. 研究的基本内容与方案
本课题是通过在玻璃表面镀膜的方式,改变玻璃的表面张力,达到玻璃不易粘附灰尘和油污并且在水冲洗的条件下达到清晰,同时令玻璃能够使水雾自动铺展。
课题目标是制备出水接触角lt;5度或gt;100度、膜层抗擦拭gt;1000次、理化指标符合国家镀膜玻璃标准[14]的样品。
为实现指标,本课题拟以溶胶凝胶法制备四组薄膜相互对照对照,分析表征:
3. 研究计划与安排
1-4周:文献阅读,阅读防雾玻璃制备及其性能表征相关文献,了解镀膜溅射工艺和湿化学工艺的基本知识,完成初步的实验计划,并准备相关的实验条件。
5-8周:确认合适工艺方案和反应时间等条件。
9-11周:对所得防雾玻璃试样及其相关测试,依据结果进行性能改进。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 刘湘梅, 贺军辉. 防雾技术的研究进展—从表面工程到功能表面[j]. 化学进展,2010, 22(0203): 270-276.
[2] 张纪斌. 有机—无机杂化功能涂层的制备与性质[d]. 吉林大学, 2015.
[3]fujishima a, honda k.electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode[j]. nature,1972, 238(5358): 37.