【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法和应用，属于超分子配位化学、表面改性工程以及疏水涂层。
技术介绍
1、由于疏水表面液滴难以停留的特性，使得该表面具有防水、防冰、防雾、自清洁等特性。在航空航天领域，飞行器表面的疏水涂层可以有效防止机身结冰，保障飞行性能，避免空难发生；在交通运输领域，疏水涂层可以避免玻璃起雾，保证视野清晰，保证行车安全；在电子电气领域，疏水涂层可以避免电路板积水，防止电子元器件短路或生锈；在日常生活方面，疏水涂层可以实现锅底防粘。因此，疏水表面具备非常广泛的应用前景。
2、仿荷叶结构一直以来是疏水性涂层研究者们的研究方向。荷叶表面具有密集的微凸起结构，高度大约为5微米。进一步放大观察，可以发现在微凸起表面还附着一层纳米级别的乳突，高度大约200纳米。此外，荷叶在其表面会分泌一层生物蜡质，用来抵御外界的侵害。正是这种表面微纳复合结构与生物蜡质结合的特点，赋予了荷叶独特的疏水性能，导致水滴很难在荷叶表面停留，而液滴在其表面快速滚落的过程中会携带走表面的尘土和杂物，实现自清洁。目前，制备疏水表面的思路较多集中在对于生物蜡质的制备和涂覆，主要是通过全氟化合物或者其它低表面能材料物质。而仿荷叶的微纳结构角度，因为结构构造需要精细设计，因此较为困难。
3、早期的研究主要集中在化学合成方法，氟化物因为难溶于水和常规有机溶剂，易溶于有机氟化物溶剂，因此在对材料进行疏水表面处理时需要浸润含氟有机溶剂，这种处理方式因为有机溶剂的毒性，被认为不够绿色，在应用上受到了限制。所以，以水系
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，利用超分子化学的非共价相互作用，制备出超分子胶束表面活性剂。首先使用全氟辛酸(pfoa)与高分子量的聚丙二醇(ppg)进行酯化反应，生成pfoa-ppg-pfoa形式的三嵌段酯化物。在溶剂中，因为两端的嵌段具有氟氟相互作用，同时全氟链段有吸电子效应，中间嵌段柔性较好可以弯折，所以可以加入配位金属离子做辅助粘合剂，使pfoa-ppg-pfoa自组装成一个超分子的胶束结构。该结构尺度小，分散性好，可做表面活性剂使用。因为ppg的疏水性，可以应用在疏水涂层领域，涂层具备仿荷叶结构和疏水蜡质的特性，有良好的疏水性能。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂，该超分子表面活性剂包括柔性配体pfoa-ppg-pfoa、氯化锌交联剂和无水乙醇；
4、所述氯化锌交联剂与柔性配体pfoa-ppg-pfoa自组装成胶束分散在无水乙醇中；
5、所述柔性配体pfoa-ppg-pfoa、氯化锌交联剂、无水乙醇之间的用量关系为1mmol:1-3mmol:100ml。
6、一种柔性配体pfoa-ppg-pfoa的制备方法，步骤为：
7、第一步，取的聚丙二醇置于烧杯，滴加甲苯使其完全溶解，得到聚丙二醇的甲苯溶液；聚丙二醇的分子量>1000g/mol。
8、所述聚丙二醇与甲苯的比为0.01mol:30-60ml；
9、第二步，取全氟辛酸置于烧杯，加入甲苯使其完全溶解，得到全氟辛酸的甲苯溶液，并将其转移进入三口烧瓶。
10、所述全氟辛酸与甲苯的比为0.02mol：20-30ml；
11、第三步，将第一步所得的聚丙二醇的甲苯溶液转移进入恒压分液漏斗中，与第二步的三口烧瓶相连接。
12、所述第一步中所得的聚丙二醇的甲苯溶液和第二步中全氟辛酸的甲苯溶液体积比为1:0.5-1；
13、第四步，取对甲苯磺酸，使用甲苯溶解后滴加在三口烧瓶中，此时不断搅拌并将三口烧瓶加热至110℃，反应5小时；
14、所述甲苯磺酸与甲苯的比为0.15g:5ml；
15、第五步，将反应后的溶液倒出，在溶液中滴加饱和碳酸氢钠溶液，此时有沉淀产生，将ph调至6.8-7.2，然后过滤。将滤液在85-95℃的真空烘箱中烘干4.5-5.5小时，得到一种柔性配体pfoa-ppg-pfoa。
16、聚丙二醇、全氟辛酸、对甲苯磺酸的比为0.1mol:0.2mol:0.15g。
17、一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，步骤为：
18、第一步，取pfoa-ppg-pfoa于烧杯中，加入无水乙醇，并不断搅拌，使其溶解，静置30分钟，得到pfoa-ppg-pfoa的乙醇溶液。
19、所述柔性配体pfoa-ppg-pfoa与无水乙醇的比例关系为0.1g:20ml；
20、第二步，将氯化锌配置成50mmol/l的无水乙醇溶液，取5-10ml滴加进第一步所得的pfoa-ppg-pfoa的乙醇溶液中。
21、所述氯化锌无水乙醇溶液与第一步中pfoa-ppg-pfoa的乙醇溶液的体积比为5-10ml:20ml。
22、第三步，慢速搅拌5-10分钟，静置30-40分钟，得到基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂。
23、一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂在疏水涂层领域的应用，步骤为：
24、第一步，取10～20ml超分子表面活性剂，加无水乙醇稀释，缓慢搅拌均匀，得到稀释好的表面活性剂溶液。
25、所述第一步中表面活性剂和无水乙醇的体积比例关系为1:1。
26、第二步，将基材浸没在第一步中稀释好的表面活性剂溶液里，持续慢速搅拌1小时。
27、第三步，取出改性好的基材，放在烘箱中烘干多余的溶剂，得到一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂改性的疏水基材。
28、有益效果
29、本专利技术中全氟辛酸与高分子量的聚丙二醇进行酯化反应制备柔性配体pfoa-ppg-pfoa，该配体能够弯曲，依靠氟氟相互作用在溶剂中锌离子的帮助下形成超分子胶束，自组装成一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂。该活性剂可以应用在疏水涂层领域，涂层具备仿荷叶结构和疏水蜡质的特性，有良好的疏水性能。
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1.一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：
5.一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂在疏水涂层领域的应用，其特征在于步骤为：
6.根据权利要求5所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂在疏水涂层领域的应用，其特征在于：
7.根据权利要求5所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂在疏水涂层领域的应用，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活性剂的制备方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种基于氟氟相互作用的超分子表面活...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹美帅，王瑞斌，苏醒，李晓东，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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