[发明专利]一种利用UV/O

说明书

本发明公开一种利用UV/O₃系统制备的高质量摩擦防护膜，应用于材料表面防护领域，针对现有的固体材料表面防护膜耐磨性能差且摩擦性高的问题，本发明首先使固体材料在UV/O₃系统中进行光氧化预处理，使得固体材料表面具有较高的化学活性及降低表面粗糙度，该表面能用于后续分子自组装成膜；然后将固体材料浸入混合液中，由于UV/O₃预处理的固体材料表面具有较高的化学活性，能够提高固体材料表面分子自组装成膜速率，并且UV/O₃预处理的固体材料表面粗糙度降低，有助于形成高质量摩擦防护膜；相比于现有的固体表面防护方案，本发明使得固体材料表面具备更强的耐磨性能以及低摩擦性。

技术领域

本发明属于材料表面防护领域，特别涉及一种采用UV/O₃系统辅助材料(如玻璃)表面形成高质量润滑和抗磨自组装膜制备技术。

背景技术

由于自组装膜(self-assembled film)具有与基底结合好、可通过设计膜的结构实现不同的表面性能(如亲/疏水、减磨降摩)等特征，有关自组装膜的研究广受重视。自组装膜通常由三个基本部分组成：与基底表面结合的头基、决定单层膜性质的尾基以及连接头基和尾基的主链。例如，-CF₃尾基自组装膜由于其低摩擦性、防水性和耐化学性，在润滑、疏水性改善和防腐蚀等方面有着广泛的应用。以玻璃为例，由于其化学稳定性和高透光率，广泛应用于建筑、光学器件、生物传感器等领域。然而对玻璃等固体材料表面清洁常易引起其表面划伤，因此在玻璃等固体材料表面形成高质量的摩擦防护膜具有重要的应用价值。

自组装膜的制备依赖于对衬底表面的化学活性处理，即使其表面产生活性氧化层和羟基，以促使自组装分子在衬底表面成键。然而，目前对基底表面的预处理通常依赖于强酸和强氧化溶液(如硫酸与双氧水的混合溶液)中的反应，在获得活性表面的同时，也将对衬底表面产生一定程度破坏，如使其变得更为粗糙等，这将大大限制高质量摩擦防护膜的形成。

UV/O₃处理是一种有效去除表面污染物的方法，目前主要应用于各种固体材料的表面污染物去除。与其他方法(如HF溶液和高速空气喷射)相比，UV/O₃处理在清洁材料表面过程中几乎不产生有毒有害气体和废液，甚至可以在大气或真空环境下产生近原子级清洁表面。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种利用UV/O₃系统制备的高质量摩擦防护膜，利用UV/O₃系统对衬底处理的方式，提高固体材料表面分子自组装成膜质量，以制备高质量摩擦防护膜。

本发明采用的技术方案为：一种利用UV/O₃系统制备的高质量摩擦防护膜，首先，采用UV/O₃系统对固体材料表面进行有机污染物去除和活化处理；然后，采用混合液对经有机污染物去除和活化处理后的固体材料表面进行分子自组装成膜；最后，对自组装成膜后的固体材料表面进行清洗及干燥处理，从而在固体材料表面获得高质量摩擦防护膜。

进一步地，采用UV/O₃系统对固体材料表面进行有机污染物去除和活化处理，具体为：

A1、对固体材料进行清洗处理；

A2、利用UV/O₃系统对经步骤A1处理后的固体材料进行预处理；所述的UV/O₃系统同时发射两种波长光，在固体材料表面进行连续的光敏氧化反应。

更进一步地，步骤A1具体为：采用丙酮和无水乙醇依次对样品超声清洗，并用连续的去离子水冲洗以去除固体材料表面的污染物。

进一步地，所述超声时间均为10分钟。

进一步地，所述去离子水冲洗时间为5分钟。