超双疏自清洁PPS@F-SiO2/TZ涂层的构建及其抗原油黏附性能研究

为解决原油运输储存中的黏附残留问题，研究人员通过多步改性策略构建了具有超双疏性（接触角>160°）和抗原油黏附的PPS@F-SiO2/TZA涂层。该涂层通过原位生长SiO2纳米颗粒、TZ纳米填料增强及ADP陶瓷粘合剂界面结合，形成微纳分层结构，实现了自清洁（滚动液滴除尘）和抗污染（抵抗泥浆/染料）功能。管道模拟实验证实其可显著减少原油残留，为工业防粘涂层设计提供新思路。

　　

原油运输和储存过程中，黏稠的原油极易黏附在管道和储罐内壁，不仅造成资源浪费，还会增加运输成本和环境污染风险。传统解决方案往往效果有限，亟需开发新型功能性涂层。针对这一挑战，研究人员设计了一种具有超双疏（superamphiphobicity）特性的复合涂层，能够有效抵抗包括原油在内的多种液体黏附。

这项研究由国内团队完成，成果发表在《Progress in Organic Coatings》期刊。研究人员采用三步改性策略：首先在聚苯硫醚（PPS）颗粒表面原位生长二氧化硅（SiO₂）纳米颗粒构建粗糙结构；随后通过反式肉桂酸（TCA）修饰氧化锌（TZ）增强稳定性；最后使用无机陶瓷粘合剂（ADP）提升界面结合力。通过喷涂技术制备的PPS@F-SiO₂/TZA涂层展现出优异的性能。

材料与表征
XRD分析证实TZ成功保留了氧化锌（ZnO）的晶体结构和TCA特征峰（6.7°、16.4°）。红外光谱显示SiO₂经氟化改性后出现C-F键特征峰（1205 cm^-1），为超双疏性奠定基础。

结构特性
涂层呈现典型的微纳分层结构，PPS@F-SiO₂形成"类花菜"形貌，孔隙结构有效减少固液接触面积。这种结构使表面维持稳定的Cassie状态（气-液-固三相界面），接触角测试显示对水>160°，对硅油/食用油/原油均>150°。

功能验证
自清洁测试中，滚动水滴可带走表面灰尘；抗污染实验表明涂层能抵抗泥浆和染料渗透。管道模拟显示原油在倾斜/弯曲表面无残留流动，证实其抗黏附能力。机械磨损测试后涂层仍保持>140°的接触角，体现良好耐久性。

结论与意义
该研究通过PPS骨架构建、SiO₂原位生长和TZ改性协同作用，成功开发出兼具超双疏性和机械稳定性的复合涂层。其创新性体现在：① 选用低导热高强度的PPS作为微米填料；② 通过氟化改性引入低表面能基团；③ 采用ADP粘合剂提升涂层结合力。该技术为原油运输装备防粘涂层提供了新思路，在石化工业、海洋工程等领域具有广阔应用前景。研究获得国家自然科学基金（22365027）和甘肃省科技计划项目（20YF3GA022）支持。