钛白粉如何应顺应下游纳米结构涂层的发展趋势

　　
　　Yuwono等[16]以异丙氧基钛为前驱体，制备了TiO2纳米晶-PMMA非线性光学涂层。Yeh等[17]将粘土用表面活性剂插层后，与PMMA、聚乙氧基苯胺等聚合物复合，大大改善了这些聚合物涂层对钢材的防腐蚀保护。Kumar等[18]利_______用植物油醇酸树脂自动氧化干燥成膜过程中产生的自由基为还原剂，安息香酸银为前驱体，获得了纳米Ag粒子原位生成的抗菌涂层，如图2所示。该方法工艺简便，绿色环保，商业应用价值高。较近，Sangermano等[19]将稀土离子掺杂的LaF3纳米粒子与环氧涂料复合，制备的纳米结构涂料可用于激光波导直接写入领域。

　　图2植物油醇酸树脂/纳米Ag粒子抗菌涂料原位生成示意图

    这方面的研究工作相对较多，但由于树脂及其涂料体系非常复杂，体系既可以是水性的，也可以是溶剂型的，还可以是无溶剂的(粉末涂料、UV固化);树脂分子链既可以是极性的也可以是非极性的。尤其是，迫于环保压力，树脂及其涂料水性化也成为涂料工业的主要发展趋势，无机纳米粒子的引入既要考虑其在水性体系中的分散稳定性，更要注意固化成膜后与树脂涂层分子链的相互作用。因此，需要探索适用于不同树脂及其涂料涂层体系的无机纳米粒子导入新方法，建立无机纳米粒子在不同树脂及其涂料涂层中的普适性分散稳定控制方法，发展无机纳米粒子的表面设计、稳定分散理论。
　　
　　3.表面微纳结构构建以获得功能涂层
　　
　　利用高分子链段在溶剂中的溶解度差异可以获得具有特殊结构的表面。例如，Erbil等[20]将聚丙烯(PP)溶解于对二甲苯/丁酮混合溶剂中，由于对二甲苯是PP的良溶剂，丁酮是非溶剂，PP链段在溶剂中分布不均匀。将这种溶液涂覆于玻璃板上之后，置于真空条件下除去溶剂，可制得多孔结构的PP薄膜，表面水接触角可达155°。同样，利用嵌段聚合物的不同链段在同一溶剂中的差异也可制得超疏水表面。Xie等[21]利用PMMA-PP-PMMA三嵌段共聚物的链段在溶剂二甲基甲酰胺(DMF)中的溶解度的差异而形成以聚丙烯链段为内核的胶束，这种结构与荷叶表面的乳突相似，同样具有二级结构，DMF挥发后，胶束结构能完好堆积在表面，形成超疏水表面，与水接触角可达160°。Yabu等[22]将由PMMA-聚甲基丙烯酸全氟辛酯-PMMA的三嵌段共聚物溶解于AK-2559溶剂(CF3CF3CHCl2/CClF2CHClF混合溶剂)中，溶液涂膜后置于湿度为40%～60%的潮湿空气环境中，发生自组装行为产生蜂巢结构，该蜂巢结构经过剥离处理后形成有序的针垫结构，烷氧基硅烷基)丙基氨甲酰胺基]-6-甲基-4-氢吡啶酮，该物质在乙酸乙酯中通过氢键可形成两端有三乙烷氧基团的棒状二聚体分子，通过水解形成Si—O—Si键交联的鸟巢结构，经低表面能物质修饰后形成了超疏水表面。Zhao等[24]制备了聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷(PDMS)嵌段共聚物胶束溶液，通过气致相分离的方法使PDMS链段在表面富集，从而得到了超疏水性特性。Sun等[25]等将聚异丙基丙烯酰胺作为低表面能物质修饰粗糙表面，当温度从25℃升至40℃时，原有的分子内氢键转化为分子间氢键，高分子链段发生扭曲重排，疏水链段趋于表面，平整表面接触角从63.5°转变为93.2°，而粗糙表面接触角从0°转变为149.3°，见图3。