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等离子体纳米织构化聚丙烯表面的液滴蒸发行为与机制研究

超疏水表面；液滴蒸发；聚丙烯；浸润状态

10、能源催化与传感

超疏水性表面的纳米结构极大影响了液滴蒸发行为，在超疏水性材料工程应用方面具有重要研究价值。采用氧等离子体刻蚀(OPT)和八氟环丁烷等离子体聚合(FPD)的两步等离子体纳米织构化技术在聚丙烯表面制备纳米线和纳米锥结构，分别研究了液滴在30℃和60℃聚丙烯超疏水性表面的蒸发行为，并对蒸发机制进行讨论和分析。研究结果表明：液滴在超疏水性表面总蒸发时间随FPD时间的增加变短。液滴蒸发初期，液滴在超疏水性表面处于Cassie态，此时表面通过气体与液滴间接传热，液滴均匀蒸发，蒸发模式为恒定接触角(CCA)模式；随蒸发时间增加，液滴在表面的浸润状态依次转变为Marmur态和Wenzel态，主要传热方式变为表面与液滴直接传热，液滴蒸发加快，蒸发模式转变为混合(Mixed)模式。纳米织构尺寸增大和团簇增加导致液滴与超疏水性表面之间的气相占比减少，造成表面与液滴直接传热加强，促进了液滴从CCA到Mixed的蒸发模式转变。