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          防覆冰超疏水涂料的研究與進展
          編輯:尚蒙科技無錫有限公司   時間:2017-11-24

                防覆冰超疏水涂料的出現,解決了冰給交通運輸、電力、建筑及農業等工業領域帶來許多問題:易導致嚴重的交通事故,使風電葉片運轉困難而影響葉片能量輸出,破壞電線及莊稼,使飛機引擎、輪船和空調系統等停止運行,從而給社會穩定造成了嚴重危害。因此,開展防覆冰技術研究對提高電力系統的安全運行具有重要價值。

                防覆冰技術的開發可追溯到20世紀50年代末期。迄今為止,國內外通常采用的除冰方法主要有涂撒防結冰劑、機械除冰、熱力除冰、自然被動除冰法等。

          (1)涂撒防結冰劑:對基材表面涂撒防結冰劑,目的是降低冰點。防結冰劑一般是液體或鹽類,對土壤有污染和腐蝕性,只能臨時涂撒,時效較短。防結冰劑主要用于路面除冰,并且效果明顯。

          (2)機械除冰:采用適當的除冰機械和設施進行除冰。其特點是運行成本低、能耗小,但效率低、操作困難且受天氣和地形等限制,故只能作為一種應急方法,難以大范圍推廣應用。

          (3)熱力除冰:通過附加熱源(或其自身熱源)使材料表面溫度維持在冰點以上,從而達到防覆冰的目的。該方法效果較明顯,但能耗大、設備投資成本高且使用范圍較小,不適用于遠距離除冰。

          (4)自然被動除冰:利用風和自然力的作用,再輔以恰當的人工設備(例如在導線上安裝阻雪環、平衡錘等裝置),使冰不易聚結而自行脫落,從而起到防覆冰的作用。該方法簡單易行、成本低,但在地理環境方面有一定的局限性,不能全面徹底防止輸電線路覆冰的危害。

          (5)其他除冰方法:如電場(或磁場)除冰、碰撞前顆粒凍結、超聲技術和電暈技術等。

          上述防覆冰的方法都存在一定的局限性,本研究將綜述防覆冰超疏水性涂層的相關技術與方法研究,突出以防為主,以方便、高效、節能和經濟為目的,旨在為相關研究提供有效參考。


          防覆冰性與超疏水表面

                大量試驗和理論研究表明:冰的附著減少與超疏水表面有一定的關聯性,超疏水表面可以防止過冷水形成冰,具有防覆冰性。超疏水性表面的特征是高水接觸角(通常>150°)和低接觸角滯后(或液滴滾動角,通常<10°)。超疏水表面除了具有顯著的疏水性以外,還可減少雪和冰在其表面的聚集,甚至可以完全防止固體表面結冰。

                Barthlott等從微觀方面揭示了荷花“出淤泥而不染”的防塵自潔機制。研究表明:荷葉表面獨特的表面微納米結構與化學蠟狀物的完美結合是“荷葉效應”的真正原因。這種獨特結構可形成極大靜態水接觸角和極小水接觸角滯后(或液滴滾動角),這種表面便于水珠形成,使之輕易滾動并帶走表面上的污染物,從而達到自潔的目的。

                納米銀等復合材料超疏水涂料具有防覆冰性。只要復合材料中納米顆粒的尺寸合適,則其涂料無論是在試驗條件下還是在自然環境中都可有效防止過冷水形成冰。因而為了保證使用效果,超疏水涂料批發也應該認準有資質的廠家。

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