等离子体增强化学气相沉积法制备梯度液态类涂层实现管道长效抗垢

为解决工业管道结垢导致的效率下降与安全隐患问题，研究人员通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术开发出梯度液态类涂层(gLLC)。该涂层通过刚性无机体向柔性聚硅氧烷链的梯度过渡结构，兼具14.39±0.17 GPa的机械强度和3°十六烷滑动角的动态疏液性，在静态/动态条件下对CaCO3和CaSO4的垢质减少率达75%，90天循环测试中垢量仅1.5 mg cm?2，为石油化工和水处理行业提供了环保长效解决方案。

　　

结垢问题严重威胁工业管道的运行效率与服役安全。研究者创新性地采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术，构建出具有梯度结构的液态类涂层(gLLC)——其底层为刚性无机材料，向表面逐渐过渡为富含可移动聚硅氧烷链的柔性层。这种"刚柔并济"的设计使涂层同时具备惊人的机械性能（弹性模量达14.39±0.17 GPa，硬度1.57±0.03 GPa）和动态疏液特性（十六烷滑动角仅3°，水滑动角11°）。

在对抗碳酸钙(CaCO₃)和硫酸钙(CaSO₄)结垢的测试中，这种无氟涂层展现出卓越性能：静态条件下垢质减少超75%，动态循环90天后表面垢量仅1.5 mg cm^?2，创下目前报道的抗垢涂层长效性记录。更令人振奋的是，在油水乳液环境中其抗垢效率高达89%。

这种突破性表现源于三大特性协同作用：低表面能、超光滑表面和动态分子运动性，配合梯度结构赋予的机械耐久性。该研究为石油化工、水处理等领域的管道防护提供了可规模化生产的环保解决方案，标志着抗垢技术从"短期防护"迈向"长效服役"的新阶段。