[发明专利]一种制备室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的方法

说明书

本发明涉及防治海洋生物污损的方法，具体的说是一种制备室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的方法。利用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT‑PDMS)与异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)在润滑油的存在下形成仿生超滑表面。该仿生超滑表面通过基底中脲基之间氢键的断裂和重建实现室温下基底材料的自修复，且该仿生超滑表面能够有效抑制细菌在表面的附着，因此该仿生超滑表面具有更长久的防治海洋生物污损的能力。本发明不需要昂贵的设备，节约能源，具有实际应用价值。

技术领域

本发明涉及防治海洋生物污损的方法，具体的说是一种制备室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的方法。

背景技术

近年来，受猪笼草启发，科学家们成功研发了具有润滑作用的液体浇注多孔表面，即仿生超滑表面。多孔表面通过毛细作用可以固定多种润滑剂而具有较高的润滑性，液滴在这种表面上能轻易地滑落，在防霜抗冰、防污防腐、材料表面减阻等方面有很重要的应用价值。如CN103966641A中公开了利用人工仿猪笼草超滑表面防止金属大气腐蚀的方法。

但在实际应用中，仿生超滑表面存在润滑层易被破坏、基体机械性能稳定性差等缺陷，制约了其发展。对于传统的仿生超滑表面来说，当润滑油膜在较轻微地程度下被破坏，润滑油膜可以通过其自身的流动性完成超滑性能的恢复；但当其遭受较重程度的破坏时，仅靠油膜的流动不能够平铺整个表面使其平整无损，此时，超滑表面的超滑性能就会受到严重影响。因此，制备具有油膜自修复及基底自修复性能的仿生超滑表面，即为解决以上问题的关键。

目前国内外研究者为解决以上问题提出的方案中，尽管实现了油膜自修复的目的，但他们的方法均需要加热、加压等外界条件的刺激，且制备过程较为复杂。基于此，本研究提出一种室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种制备室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的方法，利用氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)与异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)在润滑油的存在下形成仿生超滑表面。

具体为：

1)反应试剂和溶剂的预处理：在真空的条件下保持120-140℃并伴随回流操作对APT-PDMS进行减压干燥，同时，在70-80℃并伴随回流操作对THF进行蒸馏；

2)PDMS-PUa聚合物的制备：将上述获得IPDI溶解在THF溶剂中，再加入运动粘度为350cst的硅油，将上述获得APT-PDMS溶于THF溶剂中而后搅拌条件下缓慢加入上述混合物中，而后在氮气环境下继续搅拌，整个反应以傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测反应进行程度；其中，上述获得IPDI与THF溶剂的质量比为1:4-1:5，上述获得APT-PDMS与THF溶剂的质量比为1:8-1:9；

3)PDMS-PUa基仿生超滑表面的制备：将反应得到的产物常温固化48-50h即得仿生超滑表面。

所述步骤2)中溶于THF溶剂中的APT-PDMS搅拌条件下滴加至混合物中，滴加过程持续1-2h，而后在氮气环境下继续搅拌3-4h，整个反应以傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测，当2260cm^-1处异氰酸根的吸收峰完全消失，证明反应结束。

所述氨丙基封端聚二甲基硅氧烷(APT-PDMS)与异弗尔酮二异氰酸酯(IPDI)之间的质量比为4:1-6:1；润滑油的添加量与IPDI质量比为6:1-8:1。

一种室温下具有自修复性能的仿生超滑表面，按所述方法制备获得室温下具有自修复性能的仿生超滑表面。

一种室温下具有自修复性能的仿生超滑表面的应用，所述仿生超滑表面在防治海洋生物污损领域中的应用。