纳米颗粒诱导粗糙度降低非硅有机剥离涂层的剥离强度

为解决非硅剥离涂层PVODC在电子工业中剥离强度过高的问题，研究人员通过将疏水性TiO2 纳米颗粒（HNP）与PVODC复合，构建粗糙表面结构。实验发现HNP:PVODC=2:20时，剥离强度显著降低至65±5 N/m，揭示了粗糙度通过减少接触面积与机械互锁效应的竞争机制调控剥离强度的规律，为非硅剥离涂层的性能优化提供了新策略。

　　

在电子工业领域，剥离涂层是保护精密元件表面的关键材料。传统有机硅涂层虽性能优异，却因未完全固化导致的硅转移问题可能污染敏感元件。为此，具有长烷基侧链的梳状聚十八烷基氨基甲酸乙烯酯(PVODC)成为理想替代品，但其81±7 N/m的剥离强度仍高于实际需求。如何在不牺牲性能的前提下降低剥离强度，成为制约非硅涂层应用的核心难题。

四川大学的研究团队在《Progress in Organic Coatings》发表的研究中，创新性地将疏水改性二氧化钛纳米颗粒(HNP)引入PVODC涂层体系。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)等技术表征材料特性，结合接触角测量和剥离强度测试，系统探究了纳米颗粒含量对涂层表面形貌与界面行为的影响。研究发现当HNP与PVODC质量比为2:20时，涂层表面形成微纳复合粗糙结构，使剥离强度降低19.8%至65±5 N/m。

材料与结构特性
疏水TiO₂
纳米颗粒(HNP)通过十八烷基异氰酸酯(ODI)接枝制备，粒径约25 nm的初级粒子聚集成200 nm的二次结构。FTIR证实N-H和C=O特征峰的存在，TGA显示ODI接枝率达43-73 wt%，确保了纳米颗粒与PVODC基体的相容性。

表面形貌调控机制
低HNP含量时，表面突起形成微米级空腔，通过减少有效接触面积降低剥离强度；但过量HNP会导致突起尺寸过大，空腔消失并产生机械互锁效应，反而增加剥离阻力。这种"空腔形成-机械互锁"的竞争机制首次被定量揭示。

性能优化窗口
在2:20的临界配比下，涂层表面水接触角达135°，兼具最佳疏水性和最低剥离强度。X射线衍射(XRD)显示HNP的加入未改变PVODC结晶行为，说明性能改善主要源于物理形貌调控而非化学结构变化。

该研究通过精准调控纳米复合涂层的多尺度粗糙度，建立了表面形貌-界面粘附的定量关系模型。不仅为电子工业用非硅剥离涂层提供了性能优化新方案，其揭示的"粗糙度双效竞争机制"对功能性涂层设计具有普适指导意义。国家自然科学基金和四川省科技计划的支持，体现了该研究在解决行业痛点问题中的重要价值。