等离子体纳米织构化聚合物表面的液滴蒸发机制

作者：李昱鹏; 郭振; 刘霞; 霍磊; 雷明凯

来源：中国表面工程, 2021, 34(05): 1-8.

DOI：10.11933/j.issn.1007-9289.20210429001

• 超疏水性表面
• 液滴蒸发
• 蒸发模式
• 聚丙烯
• 浸润状态

超疏水性表面的微纳结构改变极大影响了液体蒸发行为,在超疏水性材料工程应用方面具有重要研究价值。采用氧等离子体处理(OPT)和八氟环丁烷等离子体聚合沉积(FPD)的两步等离子体纳米织构化法在聚丙烯表面制备纳米线和纳米锥结构,研究具有不同纳米织构聚丙烯超疏水性表面的去离子水滴在30℃和60℃温度下的蒸发行为,并对其蒸发机制进行讨论和分析。结果表明:液滴在超疏水性表面总蒸发时间随FPD时间的增加变短。液滴蒸发初期,液滴在聚丙烯表面处于Cassie态,此时主要传热方式为聚丙烯表面通过气体与液滴间接传热,液滴均匀蒸发,蒸发模式为恒定接触角(CCA)模式;随蒸发时间增加,液滴在表面的浸润状态依次转变为Marmur态和Wenzel态,主要传热方式变为聚丙烯表面与液滴直接传热,液滴蒸发加快,蒸发模式转变为混合(Mixed)模式。聚丙烯表面纳米织构的尺寸增大和团簇增加导致液滴与超疏水性表面之间的气相占比减少,造成聚丙烯表面与液滴直接传热加强,促进了液滴从CCA到Mixed的蒸发模式转变。

• 单位
  大连理工大学