2 結果與討論

2.1 環氧樹脂基類液體塗層的表麵形貌及化學組成

為闡明塗層動態潤濕行為的結構基礎，首先對其形貌與化學組成進行表征。表麵掃描電子顯微鏡圖像（圖2a）顯示塗層致密而平整，未見顆粒堆積或皺褶等高粗糙度特征；截麵SEM（圖2b）表明塗層的厚度約為20 μm，塗層與玻璃基底界麵緊密，無明顯孔洞與脫層，預示良好的附著可靠性。原子力顯微鏡測試（圖3a）進一步證實表麵在納米尺度上極為平滑，均方根粗糙度僅0.35 nm。圖3a中的黑點區域為PDMS分子相分離形成的"納米域"。沿標記綠線的高度剖麵（圖3b）近似恒定，指示覆蓋於表麵的PDMS鏈層分布均一、連續。

塗層的化學組成通過X射線光電子能譜得到驗證。全譜中出現的Si2s（102.6 eV）與Si2p（101.6 eV）特征峰清晰指示矽氧骨架的存在（圖4），證明PDMS成分成功引入至塗層表麵/近表層區域。綜上，形貌與成分證據共同表明該環氧樹脂基類液體塗層構築合理，能夠為後續分析PDMS含量對動態潤濕性的調控效應提供堅實的結構依據。

2.2 PDMS含量對環氧樹脂基類液體塗層的動態潤濕性影響

不同PDMS含量顯著調控塗層的動態潤濕行為。所製備的環氧/PDMS體係在考察範圍內保持光學透明，未見可辨識的相分離結構。隨著PDMS含量增加，水滴與十六烷滴的滑動角（SA）單調下降，並在約1.0%處進入平台區，即進一步升高PDMS含量對SA的改善趨於不顯著。其機理可歸因於：當PDMS質量分數偏低（<1.0%）時，表麵可遷移動的PDMS鏈段覆蓋度不足（有效接枝密度偏低），界麵低表麵能位點有限，液滴-界麵黏附力較大，導致SA偏高；當PDMS質量分數提升至≥1.0%時，表麵PDMS鏈段的覆蓋與重排更充分，黏附力下降，SA維持在較低水平。需要指出的是，過量PDMS會稀釋環氧交聯網絡、降低結構致密性與體相力學強度，不利於塗層的耐磨與穩定性。綜合動態潤濕性能與力學穩定性，本文將質量分數1.0%確定為優化的PDMS摻量。

2.3 不同表麵張力液滴在環氧樹脂基類液體塗層的潤濕性

在前述最優配方與工藝條件下，對PDMS富集的環氧樹脂基類液體表麵開展了靜態與動態潤濕性一體化評估。不同表麵張力（γLV）的探針液體在該塗層上的靜態接觸角（CA）隨γLV增大而單調上升：低表麵能的PDMS界麵與高γLV液體之間界麵能匹配度較差，液-固相互作用減弱，因此平衡CA增大；而低γLV液體與PDMS相容性更好，界麵能降低，表現為較小的CA。動態潤濕方麵，寬γLV區間的多種常見液體：甲酰胺（γ=57.5 mN/m）、DMSO（γ=43.5 mN/m）、DMF（γ=37.1 mN/m）、十六烷（γ=27.5 mN/m），在塗層表麵均呈現低黏附行為。該低黏滯性源於表麵PDMS鏈段的高可遷移性：對於不能溶解PDMS的高γLV液體（如水類體係），液滴與塗層之間形成"離散型液-液界麵"，PDMS刷層構象收縮、鏈運動受限，故SA相對偏高；而對非極性、低γLV液體（如十六烷），PDMS發生溶脹並形成"混合型液-液界麵"，顯著降低接觸角滯後（CAH）與黏附，使其SA均低於水。值得注意的是，當液滴體積增至20 μL時，重力分量對啟滑的貢獻上升，不同液體間的SA差異顯著收斂（<5°），表明在較大體積尺度下體力學驅動對啟滑行為的主導性增強並部分掩蓋了液-固界麵化學與相容性的差異。

2.4 環氧樹脂基類液體塗層的透光性能

采用紫外-可見（UV-Vis）光譜評估塗層的光學透過特性。圖5給出了在1 mm厚玻璃基底上製備的環氧樹脂基PDMS接枝塗層的透過率曲線。在可見光區（400~800 nm），總透過率穩定在約90%，與裸玻璃基本相當，表明該塗層不會引入顯著的霧度或透光損失。其高透過性主要歸因於兩點：其一，表麵粗糙度較低，界麵散射被有效抑製；其二，塗層與基底的折射率匹配良好（PDMS折射率≈1.40，EP折射率≈1.50，玻璃折射率≈1.50），從而降低了界麵反射與相位失配。與直接在玻璃表麵接枝PDMS的結果相似，本研究的環氧樹脂基PDMS接枝塗層同樣保持了優良的透明度，可在不改變基底外觀的前提下實現表麵功能化。

2.5 環氧樹脂基類液體塗層的附著性能和耐磨性能

采用劃格法測試了環氧樹脂基類液體塗層在玻璃基底上的附著力等級。根據ISO 12944-6標準，0級為最高附著等級，表示塗層與基底間結合力最強。測試結果表明，所製備的環氧樹脂基類液體塗層在玻璃表麵附著力等級為0級，顯示出優異的界麵結合性能。這主要得益於製備過程中環氧樹脂中的極性官能團可與基底表麵的羥基形成氫鍵，從而顯著增強塗層與基底間的結合強度。在平均壓力為13.0 kPa條件下，使用鋼絲絨對塗層進行不同循環次數磨損後，水滴和十六烷滴在塗層表麵的滑動角變化情況。隨著磨損循環次數的增加（載荷為200 g，最高50次），水滴和十六烷的滑動角均呈上升趨勢，表明塗層表麵在反複磨損後仍保持較好的液體拒斥性能，但表麵微結構的局部損傷會導致液滴滑動阻力略有增加。整體而言，該類液體塗層兼具優異的附著力與耐磨穩定性，為其在複雜工況下的長期應用提供了保障。

3 結語

本研究提出了一種在環氧樹脂基體中引入單環氧基封端PDMS的無氟類液體塗層製備方法，通過噴塗與熱固化實現了表麵致密平整（Rq≈0.35 nm）、光學透明（可見光透過率約90%）且低黏附的塗層結構。實驗表明，PDMS含量對動態潤濕性能影響顯著，質量分數1.0%為優化配比，可同時保持較低滑動角（<10°）和良好的力學穩定性。與直接接枝PDMS或高氟含量塗層相比，該方法在實現寬表麵張力液體低黏附的同時，兼具環境友好性和透明性，避免了氟化物可能帶來的環境風險，具備日常器具、食品包裝及光學元件等應用潛力。需指出，本研究尚未係統評估塗層的耐磨壽命和極端環境穩定性，後續可結合耐候性測試及界麵結構優化，拓展其在戶外防汙與功能化顯示等領域的應用。