Amphiphilic Antifogging/Anti-Icing Coatings Containing POSS-PDMAEMA-b-PSBMA

材料科学 甲基丙烯酸酯 共聚物 倍半硅氧烷 乙二醇二甲基丙烯酸酯 两亲性 高分子化学 化学工程 吸水率 聚合物 差示扫描量热法 含氟聚合物 聚合 甲基丙烯酸 复合材料 工程类 物理 热力学
作者
Chuan Li,Xiaohui Li,Chao Tao,Lixia Ren,Yingjie Zhao,Shuo Bai,Xiaoyan Yuan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:9 (27): 22959-22969 被引量:117
标识
DOI:10.1021/acsami.7b05286
摘要

Highly transparent antifogging/anti-icing coatings were developed from amphiphilic block copolymers of polyhedral oligomeric silsesquioxane-poly[2-(dimethylamino)ethyl methacrylate]-block-poly(sulfobetaine methacrylate) (POSS-PDMAEMA-b-PSBMA) with a small amount of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) via UV-curing. The excellent antifogging properties of the prepared coatings were originated from the hygroscopicity of both PDMAEMA and PSBMA blocks in the semi-interpenetrating polymer network (SIPN) with polymerization of EGDMA and hydrophobic POSS clusters aggregated on the surface. PDMAEMA with a lower critical solution temperature and PSBMA with an upper critical solution temperature in the block copolymers facilitated dispersion and absorption of water molecules into the SIPN coatings, fulfilling the enhanced antifogging function. Analysis of differential scanning calorimetry further confirmed that there was bond water and nonfreezable bond water in the SIPN coatings. The amphiphilic SIPN coatings exhibited the anti-icing ability with a freezing delay time of more than 2 min at −15 °C, owing to the aggregation of hydrophobic POSS groups and the self-lubricating aqueous layer generated by nonfreezable bond water on the surface. The prepared transparent antifogging/anti-icing coatings could have novel potential applications in practice.
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