Page 81 - 2024年第55卷第3期

率；基于胡克定律可知，此斜率即为 ７种涂层的弹性模量。
表 ４ 涂层接触角与表面能

２
Ｄ
Ｐ
样品编号 水接触角 θ １ ?（°） 二碘甲烷 θ ２ ?（°） 色散力 γ Ｓ 极性力 γ Ｓ 表面能 γ Ｓ ?（ｍＪ?ｍ ）
Ｔ － ０ １０７．５ ７３．５ ２０．７５ ０．３４ ２１．０９
Ｔ － １ １０８．７ ７４．４ ２０．４０ ０．２６ ２０．６６
Ｔ － ３ １１１．１ ７４．７ ２０．６７ ０．０８ ２０．７５
Ｔ － ５ １１２．５ ７５．３ ２０．５５ ０．０３ ２０．５８
Ｔ － ７ １１１．７ ７４．５ ２０．９２ ０．０５ ２０．９７
ＴＦ － ０．５ １１１．８ ７６．０ １９．９６ ０．０８ ２０．０４
ＴＦ － ２ １１２．９ ７６．４ １９．９１ ０．０４ １９．９５

表 ５给出了 ７种样品力学指标测试结果。从表中
可以看出，涂层单独负载 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 粒子后，涂层峰
２
值强度比 Ｔ － ０样品均出现一定程度提升，且不同涂层
样品峰值强度展现出了明显规律性，表现为样品峰值
强度随着 纳 米 粒 子 负 载 量 的 增 加 逐 渐 增 加，从 ３．１０
ＭＰａ增加到 ５．４８ＭＰａ，负载 ７ｇＮａｎｏ － ＴｉＯ的涂层样品
２
展现出最 大 的 拉 伸 强 度。 涂 层 断 裂 应 变 随 着 Ｎａｎｏ －
ＴｉＯ负载量的增加呈现出先增加后减小趋势，负载 ５ｇ
２
Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 的 涂 层 样 品 断 裂 应 变 最 大，为 １１８．７６％。
２
涂层中单独负载 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 后，峰值强度比 Ｔ － ０涂层
２
均有所增加，这主要是因为：Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 采用硅 烷偶
２
联剂改性后，表面的羟基（ － ＯＨ）变成了烃基，减小了 图 ４ 不同涂层样品的应力－ 应变曲线
表面羟基（ － ＯＨ）导致的团聚现象，增强了 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ２
的分散和其与有机硅体系的结合，从而提高了涂层的峰值强度。另，当涂层负载类型为 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ?
２
Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ时，ＴＦ － ０．５涂层峰值强度和断裂应变比 Ｔ － ０涂层稍有提升；ＴＦ － ２涂层峰值强度和断裂应
变比 Ｔ － ０涂层均有所下降，这可能主要受 Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ与基料相容性影响。
此外，相比较于 Ｔ － ０涂层，单独负载 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 后，涂层弹性模量、邵尔硬度均有所上升，弹性
２
模量与邵尔硬 度 均 呈 现 出 随 着 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 增 加 不 断 增 加 趋 势，涂 层 弹 性 模 量 从 ０．８２ＭＰａ增 加 到
２
１．５１ＭＰａ，邵尔硬度从 ３７ＨＡ增加到 ４２ＨＡ，与峰值强度变化趋势一致；对于 Ｔ － １—Ｔ － ３涂层样品，
尽管负载 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ后涂层弹性模量比 Ｔ － ０样品有所上升，但依然保持在较低水平。当涂层负载类型
２
为 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ?Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ时，ＴＦ － ０．５和 ＴＦ － ２涂层的弹性模量、邵尔硬度相较于 Ｔ － ０样品亦有所增
２
加。事实上，ＴｉＯ和 ＰＴＦＥ粒子具有很强的刚性，并且具有比纯有机硅弹性体更高的模量，因此，涂
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层样品的弹性模量和邵尔硬度随着粒子的负载出现增加现象。
表 ５ 不同涂层样品力学指标

样品编号 负载类型 峰值强度?ＭＰａ 断裂应变?％ 弹性模量?ＭＰａ 邵尔硬度?ＨＡ
Ｔ － ０ ３．１０ １０７．９４ ０．８２ ３７．０
Ｔ － １ ４．０７ １１２．９１ ０．８８ ３９．０
Ｔ － ３ ４．３８ １１７．０１ ０．８９ ３９．５
Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ２
Ｔ － ５ ４．７８ １１８．７６ １．１４ ４０．０
Ｔ － ７ ５．４８ １０１．２２ １．５１ ４２．０
ＴＦ － ０．５ ３．６５ １０９．５６ ０．９１ ４０．０
Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ２ ?Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ
ＴＦ － ２ ２．８６ ９２．９８ １．１８ ４１．０

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