自清洁防雾玻璃的研究进展
自清洁玻璃的研究进展

疏水自清洁玻璃大多模仿荷叶的自清洁效果,在玻璃表面镀一层疏水膜制备而成的
这种疏水膜可以是超疏水的有机高分子氟化物、硅化物和其他高分子膜,也可以是具有一定粗糙度的无机金属氧化物膜
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2001 年德国Reihs 等用有机高分子材料制备出一种具
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分别与吸附在TiO2表面的有机物质发生氧化还原反应,生成水和CO2 ,从而达到降解有机物的目的。
目前工业化生产的制备超亲水性自清洁玻璃的方法主要
包-Gel) (Sol-gel high temperature sintering process)
超亲水性自清洁玻璃
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超亲水性自清洁玻璃
TiO2 与其他金属、金属氧化物或其他元素掺杂的复合物。
具有超亲水性的自清洁玻璃从材质方面看来一般都是无机材料组成的膜,如: TiO2 、SnO2 等
但目前已经投入使用和研究开发的自清洁玻璃的表面功能膜材料主要是TiO2 以及
2000 年,日本soda 公司Shigemichi 与日本东京大学先进科学技术中心Toshiya Watanabe 等合作采用溶胶-凝胶法在钠钙玻璃上制备纳米TiO2 膜,并对纳米TiO2 膜光催化活性和光致超亲水性进行了细致的研究。
2003 年,任达森采用溶胶-凝胶法制备了SiO2 / TiO2 镀膜玻璃,并研究其光催化性能。
自清洁玻璃的研究进展
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Self-cleaning glass
所谓自清洁玻璃,是指普通玻璃在经过特殊的物理或化学方法处理后,其表面产生独特的物理化学特性,从而使玻璃不再通过传统的人工擦洗方法而在自然雨水的冲刷下达到清洁一新的状态。
研究防止玻璃起雾的化学方式

玻璃防雾的研究课题组成员:顾皓阳、彭炳诚、沈佳杰、高允中指导老师:李孔敏摘要:运用生活中常见的药品制作简易防雾剂,涂抹于玻璃表面,防止水气凝结于玻璃表面而造成的种种不便和危险,真正的做到防雾效果,为日常生活带来轻松与便利。
关键词:除雾防雾、配方、防雾剂在日常生活中,雾给我们造成了不少的麻烦。
例如:在冬季,我们从温暖的室内走出室外时,眼镜立刻结出一片雾气,模糊了我们的视线;冲完凉之后浴室模糊的镜子;数码相机、望远镜的镜头等等。
此时,防雾剂用途广泛,适用于任何玻璃的除雾防雾。
而到了冬季或雨季,汽车内外温度有5度以上的差异,而且车内有充沛的水汽、湿度较高时,车窗玻璃就会起雾。
尤其是车前窗挡风玻璃和后视镜起雾时,雾会严重影响驾驶员的视线,妨碍驾驶安全。
如果长期打开空调来驱雾,效果并不明显,加上长期使用空调除湿还会增加不少油耗,且存在极大的安全驾驶隐患。
防雾剂针对这一现象,用于汽车玻璃的防雾工作,维持驾驶员的清晰视线,减少交通事故的发生。
因此,一款好的防雾剂对于生活有着极大的帮助作用,它可以使我们的生活更便捷,更美好。
探究目的:运用生活中常见的药品制作简易防雾剂,涂抹于玻璃表面,防止水气凝结于玻璃表面而造成的种种不便和危险,真正的做到防雾效果,为日常生活带来轻松与便利。
探究原理(即防雾剂原理):防雾剂采用新一代分散防滴材料以及纳米有机活性剂,经防雾剂处理过的玻璃表面有一层超亲水纳米膜,使雾汽与之接触后成低冰点混合物,从而防止结雾。
直接涂覆表面活性剂法和高分子薄膜法。
1 涂覆表面活性剂法玻璃表面涂覆一层表面活性剂用来改变玻璃表面性质,表面活性剂具有向内疏水基与向外亲水基,使玻璃表面亲水化,雾气接触玻璃时,不形成水滴而形成均匀透明的水膜。
实验方案:配方1:烷基苯磺酸或其钠盐6~12烷醇酰胺3~6丙三醇1~3香精0.2~0.5水加至100取十二烷基苯磺酸8克,用10%的氢氧化钠溶液中和至pH5~6,加入3克烷醇酰胺和1克丙三醇,搅匀,调pH至7,加0.2克柠檬香精,加水至100克,搅匀。
自清洁防雾玻璃

为 了避 免 玻 璃 制 品 上 形 成 微 小 水 滴 导 致 雾 化 , 通 常采 用 以下 措 施 :(1)在玻 璃 表 面 喷上 一 层表 面 活性 剂 ,以除 去 沉 积在 其 上 的水 滴 和尘 埃 ;(2)在
一 种 较 为 有 效 的 方 法 是 在 玻 璃 制 品 表 面 添 加 一 层 无 机 薄膜 。若该 薄 膜为 疏 水性 物 质 ,它 能 使微 小 水 滴 聚集 成 大 水珠 。当水 珠 达到 一 定粒 度 时 ,会 借
摘 要 本 文 讨 论 了 自清 洁 防 雾 玻 璃 的原 理 和 制 备 方 法 ,重 点 介 绍 无 机薄 膜 自清 洁 防 雾 玻 璃 。它 具 有 亲 水 性 ,高 耐 磨 性 和 良好 的 耐 热 性 等 优 点 ,应 用 前 景 广 泛 。 关 键 词 自清 洁 防 雾 无 机 薄 膜 玻 璃
1 前 言
有 各 自的局 限性 :(1)方法 需 定期 反复 喷刷 表 面活
下雨 或 潮 湿天 气 ,尤 其是 在 冬季 ,湿气 容 易 凝 结 在 建筑 物 玻 璃窗 、汽 车挡 风 窗 、汽 车 观后 镜 、眼 镜 片 等各 式 各样 的玻 璃 制 品上 。在 浴 室 和厨 房 等蒸 汽 聚集 的地 方 ,也 可 以出现 类 似 的情 形 。湿 气 或 蒸 汽 冷凝 在 玻 璃 制 品表 面 形成 微 小水 滴 ,称 为玻 璃 的 雾化 。图 1所 示 ,在 玻 璃 基板 上 的 水 滴呈 小 半 球状 ,
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助 自身重 力 引起 下 滑 ,或 通 过外 力 如 风吹 、雨 刷 等 方 式 除去 水 滴 。但 是小 水 滴 的聚 集 或吹 干 、蒸 发 都 需 要 一段 时 间 ,水 滴会 留在玻 璃 制 品上 ,如棱 镜 般 的影 响成 像 。若 该 薄膜 为 亲水 性 物 质 (图 2).水滴
防雾、自清洁玻璃表面纳米TiO2薄膜的研究进展

出降低接 触 角 、 高光敏 性 、 加保 持 时 间是 开发 防 雾、 提 增 自清洁玻 璃 实 用产 品的 关键 , 着重 综述 了
这 方 面的研 究进展 , 剖析 了各 因素的作 用原理 。
关键词 : 纳米 TO:薄膜; i ; 超亲抽 }; 生 接触角
纳 米 TO 是研究 较 多 的纳 米材 料 之一 , 具有 i 它
品、 半导体 电池等众
多领 域具有 广 泛的应 用前 景 。近年来 的研 究发 现纳
臭、 防污等环保功能 , 而且使建筑物的清洗 、 保洁费
大 量节 省 。随着研 究 的深人 , 最终 TO 功能 薄膜 必 i 将走 进广 泛 的实际 应用 中 。
N r ag s om ll s a P o ctl told l s ht a y a a o a sc e g s
图1带看水雾的普通玻璃和镀有TO 薄膜玻璃的不同 i 目前 ,自清 洁防雾玻璃 已成为全球的研究热点 , 采 用无机薄 膜制 备 的 自清 洁 防雾玻璃 具有优 良的亲
用。
水陛、 耐久性和成本低。 深人开展自 清洁防雾玻璃的研 究, 将其成果推 向市场 , 服务于社会 , 具有重大 的意义。
1 i2 TO 表面 的超 亲 水 性 原 理
19 年 Wag 97 n 等在 ( a r> N t e ̄撰文报道 了TO u> i 薄膜 的双亲 性[ 通 常情况 下 , 8 1 。 纳米 TO 涂膜表 面 与 i
米 TO 薄膜表面还具有超亲水特性[ 即水在纳米 i 4 1 , TO 薄膜表面的接触角很小 , 图 1 i 如 所示 。这一新 特 性 赋予 了材 料抗 雾 , 自清 洁 、 易洗 和 快 干等 功 能 , 在玻璃幕墙 、 农业暖房 、 各种镜片 、 挡风玻璃和交通
新型防雾涂料的研究进展及其最新应用

新型防雾涂料的研究进展孙雪娇,夏正斌,牛林,李伟( 华南理工大学化学与化工学院,广州510640)透明基材( 如玻璃、塑料等) 是人们日常生活、工作和生产中不可或缺的材料,但在其使用过程中常常会产生结雾现象,造成基质的透光率、反射率降低,影响视线,给人们的生活带来不便,甚至会发生危险。
防雾方法目前主要有电热法和使用防雾涂料,前者效果好但造价高,且应用局限性大,而防雾涂料因制备工艺简单、设备投资低、成本低而更具有生产实用价值。
防雾涂料是一种功能型涂料,用以减缓或防止雾化现象的产生。
防雾涂料有疏水型和亲水型2 种[1 -2],目前人们对亲水型防雾涂料的研究比较多。
通过疏水/亲水性能的提高还可以获得其他特殊功能,如耐腐蚀性能提高,还可使其具有自清洁功能[3],这不仅能大大方便人们的日常生活,而且能创造较大的经济效益。
目前对于防雾涂料及其制备工艺已有不少研究报道,却鲜有推广应用,原因主要在于防雾涂料的一些关键问题尚未完全解决,如防雾性能不理想、防雾膜强度低和耐久性差等[4 -5]。
如果能用现代涂料技术解决防雾涂料应用中出现的各种问题,将带来巨大的经济效益和社会效益。
1 防雾机理与方法空气中总是有相当量的水蒸汽存在,一旦具有一定分压的水蒸汽冷却到其露点时,水蒸汽便达到饱和并冷凝析出小水珠,小水珠粘附在透明基材表面就会出现雾化现象( 结雾) 。
这是由于小水珠的曲率半径不同,对光产生的漫反射不同。
在不透明基材表面看不到明显的雾化现象,但可以看到露珠般的大水珠,称为结露。
从雾化现象产生的原因来看,其雾化产生的条件可以简单地分为2 个方面: ①水汽和温差的存在。
只有当基材表面的温度低于一定湿度的水汽的露点时,空气中的水汽才能冷凝成水滴; ②基材表面的润湿性质。
从力学角度分析,雾化产生与否,取决于气液固三相之间的表面张力。
通过分析固液间的接触角可以判断基材表面的润湿性质。
为了防止基材表面的结雾,通常有两类方法: ①消除水汽或温差。
美研究开发出自洁不反光纳米结构玻璃

会构 造 一个更 加绿 色 的工程 学 。 ”
( 技 日报 ) 科
该 玻 璃 的 表 面 结 构 为 高 l0 n O 0 m、 基 底 宽 2 0 m ̄ 米 的纳 米锥 阵列 。研 究人 员采 用 了适 0n f l 于 半 导 体 的 涂 料 和 蚀 刻 技 术 的 新 式 制 造 方 法 ,先 在 玻 璃 表 面 涂 上 几 个 薄 膜 层 ,其 中 包 括 光 阻 层 ,然 后 连 续 蚀 刻 产 生 圆锥 形 状 。 由 于 生 产 过 程 简 单 ,无 需 特 定 方 法 便 可 在 玻 璃 或 透 明 聚 合 物 薄 膜 表 面 形 成 这 种 结 构 , 只 增 加 了 极 小 的 制 造 成 本 , 该 团 队 已经 对 这 一 生 产 过 程 申请 了 专 利 。 研 究人 员 说 ,研 发 的灵感 来 自于 大 自然 中 荷 叶 表 面 构 造 、 沙 漠 甲 虫 甲 壳 以 及 蛾 的 眼 睛 ,这 种 新 型 玻璃 集 多 种 功 能于 一 身 , 可 白 洁 、防 雾 和 防 反 光 。虽 然 通 过 显 微 镜 观 察 , 玻 璃 表 面 的 纳 米 尖 锥 阵列 显 得 很 脆 弱 ,但 计 算 表 明 ,它 们 应 该 可 以抵 抗 大 范 围 的 力 量 , 包 括 强 暴 雨 雨 滴 的 敲 打 和 直 接 用 手 指 戳 。 研 究 人 员希 望 通 过 廉 价 的制 造 工 艺 ,将 其 应 用 于 光 学 器 件 、 智 能 手 机 和 电视 屏 、太 阳能 电 池 板 、汽 车 挡 风 玻 璃 ,甚 至 建筑 物 的窗 户 屏
率 可 达 0 1瓦 特 , 相 当 于 此 前 被 认 为 最 适 .7 用 于 振 动 发 电 的 铁 镓 合 金 的 约 2 5 , 是 陶 .倍 材 料 的 1倍 。 如 果 材 料 尺 寸 更 大 , 能 获 得 0 瓦特 的 输 出 功 率 ,达 到 世 界 最 高 水 平 。
自制防雾剂实验报告

一、实验目的本实验旨在通过自制防雾剂的制备,探讨其效果,为日常生活中的防雾需求提供一种经济、便捷的解决方案。
二、实验原理防雾剂的作用原理是使玻璃表面形成一层亲水膜,当水蒸气接触到玻璃表面时,由于亲水膜的作用,水蒸气会迅速在玻璃表面凝结成水滴,从而避免形成雾气。
本实验将采用家用洗洁精和清水为主要原料,通过一定比例的混合,制备出简易的防雾剂。
三、实验材料1. 家用洗洁精:100g2. 清水:1000ml3. 喷壶:1个4. 棉布:若干5. 普通玻璃:2块(一块用于测试,一块用于对比)四、实验步骤1. 准备阶段将100g家用洗洁精倒入喷壶中,加入1000ml清水,搅拌均匀。
2. 测试阶段(1)将一块普通玻璃作为测试样品,另一块作为对比样品。
(2)将自制防雾剂均匀喷洒在测试样品的玻璃表面,用棉布擦拭均匀。
(3)将对比样品的玻璃表面用相同方法擦拭,但不用喷洒防雾剂。
(4)将两块玻璃放置在通风处晾干。
3. 观察与记录(1)观察两块玻璃表面是否出现雾气。
(2)记录两块玻璃的雾气形成时间,以及雾气消失时间。
(3)观察擦拭防雾剂后的玻璃表面是否出现水滴,记录水滴的数量。
五、实验结果与分析1. 雾气形成时间测试样品的雾气形成时间为5分钟,对比样品的雾气形成时间为2分钟。
2. 雾气消失时间测试样品的雾气消失时间为10分钟,对比样品的雾气消失时间为5分钟。
3. 水滴数量测试样品的玻璃表面出现少量水滴,数量为5个;对比样品的玻璃表面出现大量水滴,数量为20个。
根据实验结果,自制防雾剂在防止雾气形成和减少雾气持续时间方面具有显著效果。
此外,擦拭防雾剂后的玻璃表面形成的水滴数量较少,表明自制防雾剂具有良好的亲水性。
六、实验结论1. 自制防雾剂可以有效防止玻璃表面形成雾气,提高驾驶和观察的清晰度。
2. 自制防雾剂的制备方法简单,原料易得,具有经济、便捷的特点。
3. 自制防雾剂在防止雾气形成和减少雾气持续时间方面具有显著效果,且具有良好的亲水性。
自洁玻璃的研究现状及其发展趋势

建筑 玻璃 与工业 玻璃 2 0, 7 0 7№
光催 化是 纳米 半导体 独 特性能 之一 , 这种 纳 米材
料在 光 的照 射下 , 光 能 转化 为 化学 能 , 进 有机 物 把 促 发生反应 的过 程称为 光催 化 。其 基 本原理 是 : 当半 导
益。
实现 的 决定 因素 , 采用 纳米 级 粒径 的光催 化 剂 , 玻 对
璃表 面 进行 适 当处 理 , 形成 纳 米级 的微孔 结 构 , 其 使 具有超 亲水性 , 能大 大提 高光催化 剂 的活 性 。
一
2 自洁 玻璃 的工作 原理
1 一 4
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玻 璃研究存 在 的问题 , 提出今后 研究 的方 向。
关键 词 :自洁玻璃 光催化 TO 膜 可 见光 降解 i2
1前 言
综 上所述 超亲 水 自洁玻 璃( 称 自洁玻 璃) 简 的含义 为 : 过在玻璃 表 面形成 纳米 级微 粒和 纳米级 微 孔结 通
随 着玻 璃幕 墙 、 璃屋 顶 、 璃 结 构在 高 层建 筑 玻 玻
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Ar hi e t r a d n us ri G as № 7 c t c u al n I d t a1 l s 20 7 0
4 密封材 料的验 收
G 1 7 6标 准进行 密封胶 与玻 璃 的粘 结性 试验 , B67 与一 道 密封胶 的相 容性试 验 , 格后方 能使用 。 合 53 中 空 玻 璃 用 弹 性 密 封 胶 使 用 前 应 按 . G 17 6附 录 D进行混 合均匀 性 、 用期 的检验 。 B67 适
中 的大规 模 应用 , 璃 的清 洁 问题 越来 越 突显 , 用 玻 采 擦 窗机 清洁玻璃 既不 经济 又不方 便 , 寻求一 种具 有 自
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Ke y wo r d s :s e f—c l l e a n i n g a n d a n t i —f o g g i n g g l a s s ;T i O2 ;s u p e r—h y d r o p h i l i c i t y
O 前 言
自清洁玻璃是指普通玻璃在经过特殊的物理或化学方法处理后 , 其表面产生独特的物理化学特性 , 从而 无需通过传统擦洗方法就可以达到清洁效果 的玻璃 。玻璃的雾化是指湿气或蒸汽冷凝在玻璃制品表面形成
微小水滴的过程 , 而防雾玻璃就是指普通玻璃在经过特殊处理之后 , 表面具有了超亲水特性 , 使由于雾化而 形成的微小水滴迅速铺平 , 从而对镜面成像 、 能见度和玻璃的透过率产生影响 “ ] 。 自清洁玻璃从制备方法上主要分为两大类 J : 超亲水 自清洁玻璃和超疏水 自清洁玻璃。若该涂层为超
摘要: 论述 了自清洁防雾玻璃的主要制备方法, 并比较 了各种方法的优缺点, 详细介绍 了自清洁 防雾玻璃 的最新研 究进展 , 并对其今后的研究方 向进行 了 展望。
关键词: 自清 洁 防雾玻 璃 ; T i O 2 ; 超 亲水
中图分类号 : T Q 1 7 1 . 7 2 4
F E N G Y u - e n g , W A N G L i — x i n
( S u z h o u N a n o t e c h C o r p o r a t i o n , S u z h o u 2 1 5 2 0 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t : I n r e c e n t y e a r s ,s t u d i e s o n s e l f— c l e a n i n g a n d a n t i— f o g g i n g s l a s s h a v e a t t r a c t e d g r e a t
玻璃 行 、 放弃。
} 收稿 1 3 期: 2 0 1 2— 1 0~ 2 4
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4 0・
玻 璃 与搪 瓷
2 0 1 3年 2月
国外 在 2 O世 纪 6 0年代 就 已经开始 了玻 璃 自清洁 和防雾 研究 , 在基 础研 究方 面 , 目前世 界上 发达 国家 均 有知 名公 司在 专 门从 事 自清洁 玻璃 的研究 开发 和制 作 , 如英国 P i l k i n g t o n公 司 、 日本 T O T O公 司 、 美国 P P G公
司、 德国 G E A公司、 V T A公司和 U I C公司等 ; 国内的研究虽然起步较晚, 但也取得 了显著的进展 , 有关专利 和技术成果有上百项 , 且不断有玻璃防雾剂产品推出。超亲水性 的 自清洁防雾玻璃一般是无机膜 , 如S i O 、 T i O 和S n O : 等, 目前使用和研究的超亲水性 自 清洁防雾玻璃表面功能膜的材料主要是 T i O : 以及 T i O 和其 他金属、 金属氧化物或其他元素掺杂的复合物 。 。 。
第4 1卷第 1期 2 0 1 3年 2月
玻 璃 与搪 瓷
GI AS S& E NAME L
V0 1 . 。 4 1 No . 1 F e b . 2 0 1 3
自清 洁 防 雾玻 璃 的研 究 进展
封玉凤 , 王利新
( 朗迪纳米科技有限公司 , 江苏 苏州 2 1 5 2 0 0 )
达到防雾的效果。若该涂层为超疏水性物质 , 则类似荷叶效应 , 其滚动角小 , 从而使微小水滴聚集成大水珠 , 当水珠达到一定尺寸时, 会借助 自身重力下滑, 或通过外力如风吹 、 雨刷等方式被除去。超疏水涂法效果 明 显, 但是时效性差 , 且耐久性不理想 , 无法保证作为耐用消费品的玻璃产品长期使用寿命 , 所 以该方法已经被
亲水性物质 , 则会使小水滴在玻璃表面上的接触角趋近于 0 。 , 当水接触到玻璃表面时, 迅速在其表面铺展形
成均匀的水膜 , 表现出超亲水的性质 , 不会影 响镜面成像 , 同时水膜对透过率的影响也大为减小 , 通过均匀水 膜 的重力下落带走污渍 , 该方式可以去除大部分污渍 。同时利用超亲水的原理 , 也可以防止小水滴的形成 ,
h a v e b e e n r e v i e w e d .T h e f u r t h e r d e v e l o p me n t o f t h e s e l f—c l e a n i n g a n d a n t i—f o g g i n g s l a s s w a s a l s o
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 0 — 2 8 7 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 3 9 — 0 4
DOI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0— 2 8 7 1 . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 0 9
Pr o g r e s s o n t h e S e l f- - - Cl e a n i n g a n d An t i - — ・ F o g g i n g Gl a s s
a t t e n t i o n .T h e p r e p a r i n g me t h o d s a n d t h e l a t e s t r e s e a r c h wo r k o f s e l f —c l e a n i n g a n d a n t i —f o g g i n g s l a s s