电子束蒸发法制备PTFE薄膜及其疏水性研究

"气相法沉积PTFE薄膜及其疏水性 (2014年) - 自然科学 论文" 本文研究了通过气相法沉积聚四氟乙烯(PTFE)薄膜的过程及其对不同基底的疏水性影响。实验采用电子束蒸发法，以载玻片、陶瓷片、镀铝聚酯膜、普通白纸和Cu片作为基底材料，以PTFE粉末为原料制备薄膜。对于载玻片和陶瓷片，首先用2％H2SO4溶液进行刻蚀预处理，然后沉积125纳米厚的PTFE薄膜；Cu片则用不同浓度的草酸刻蚀预处理后，沉积62纳米厚的薄膜；镀铝聚酯膜和白纸则直接沉积不同厚度的PTFE薄膜。 利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分析了薄膜的化学成分，证实了PTFE薄膜的形成。原子力显微镜(AFM)揭示了薄膜的表面形貌和基底表面粗糙度的变化。接触角测量仪用于评估薄膜的疏水性，这是衡量材料表面与水相互作用的重要参数。 实验结果显示，经过刻蚀处理，所有基底的表面粗糙度都有所增加。载玻片的表面由亲水性转变为疏水性，接触角显著增大至138度，而陶瓷片的接触角可达到142度，表明其表面也变得疏水。对于Cu片，经过0.5％草酸刻蚀后的表面，沉积PTFE薄膜后接触角达到153度，滚动角仅为2度，显示出优异的超疏水性。 对于粗糙度较大的白纸，PTFE薄膜厚度对其疏水性有显著影响。当膜厚达到225纳米时，接触角可达151度，滞后角为8度，表明其疏水性能增强。这表明基底表面的粗糙度和薄膜厚度是影响疏水性的重要因素。 通过电子束蒸发法制备的PTFE薄膜能够有效改变基底的表面性质，实现不同程度的疏水效果。此方法对于制备超疏水表面以及在不同材质上实现特定的疏水性能具有重要的应用价值，尤其是在防腐、自清洁、防冰等领域具有潜在的应用前景。