基本信息
- 项目名称：
- 超疏水超疏油界面材料
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- Science中提出碳链越长，氟原子越多，疏水性越佳。本项目突破传统只增加氟碳链长度的局限性，提出引入枝化结构、增加碳氢链长度来提高双疏性质的新思路。 选择两种国产化低成本原料，采用酸催化制备长支链含氟POSS，区别于已有碱催化。十三氟辛基POSS水接触角为150°，与文献十七氟POSS相近，具有优异的疏水疏油性。 含氟POSS可改性聚合物，为军事生活等提供了一种通用型基础材料。
- 详细介绍：
- 有机-无机杂化分子结合了有机材料和无机材料两者的优点，具有显著的优异性能，成为研究的热点。近年来，长链含氟笼状倍半硅氧烷(POSS)这种有着单纳米尺度的规整立体结构同时具有低表面能氟硅原子的有机-无机杂化分子更是引起了国内外研究人员的强烈兴趣。但含氟POSS的合成较为困难，2004年以来，有关含氟POSS合成及应用的文章先后在science、Angewandte Chemie等一...(查看更多)
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的： 采用两种国产化原料通过酸催化合成得到含氟POSS。这两种含氟POSS都具支链结构，空间含氟密度高，表面能低，疏水效果佳，耐热稳定性高。因此该POSS改性其它聚合物材料可应用于日常生活、航空航天等领域。国内外已有研究都是通过增加氟原子数来提高疏水效果，增加一个氟原子该原料价格几近翻一番；本项目提出引入支化结构和增加碳氢链长度来提高超双疏性质的设计思路，成本相...(查看更多)
科学性、先进性
- Science文献从理论上阐述含氟碳链长度和POSS特殊纳米结构对含氟POSS表面能及疏水疏油界面性质的影响。Angewandte Chemie采用碱催化合成直链型含氟POSS，研究得出有机碳链越长，疏水性越强，合成更困难；据报道十七氟癸基POSS（FD）是目前世界上最疏水的晶体。 采用国产化低成本的十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷（G502）和十三氟辛基丙基三甲氧基硅烷（G602）为...(查看更多)
获奖情况及鉴定结果
- 2009年5月—2010年12月，两项发明专利，处于实审阶段； 2009年5月—2010年5月，河海大学大学生创新训练计划项目二等奖； 2009年10月—2010年5月，国家大学生创新性实验计划项目优秀； 2010年6月—2010年9月，代表河海大学参加“第三届全国大学生创新论坛项目”学术年会，得到专家的高度评价，并刊登于《大连理工大学学报（自然科学版）》（TOP 20%）。
作品所处阶段
- 已成功合成
技术转让方式
- 两项专利
作品可展示的形式
- 实物、产品 ；现场演示；图片；录像；样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 长支链型含氟POSS可作为一种通用型的基础材料， 改性聚合物材料来制备工业、军事、生活等领域所需的复合材料。 该材料表面能低，不沾水不沾油，可用其改性适当材料制成自清洁表面涂料，用于水工结构的表面防水、防腐和抗冻；它可减少表面阻力、增加浮力，使飞机、轮船等具有更快速度和更低能耗，亦可用于长距离输油管道；它还具有防雪防污效果，可使输电线、雷达等不易结冰，减小雪灾冰冻等带来的危害。 ...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 含氟POSS的合成与应用在上世纪90年代得到了极大发展，各种类型POSS单体不断被合成得到，但因含氟POSS单体由于较高氟元素含量带来相容性较差，难以合成，尤其是长链型含氟POSS合成难度更大。因此，解决含氟POSS单体的合成问题成为材料界的又一亟需攻克的难题。 正如前述，含氟POSS单体的合成研究相对困难，直到2005年，才由Fukuda等人采用三氟丙基三甲氧基硅烷作为原料，在...(查看更多)
