9月21日消息,据European Coatings报道,研究人员开发出一种将软质聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性体与火焰喷涂聚乙烯(PE)顶层相结合的双层复合涂层,该体系展现出强疏冰性能,即使在加速老化后仍保持低冰附着。相关成果发表于《Progress in Organic Coatings》(DOI: 10.1016/j.porgcoat.2026.110283)。
被动防冰涂层被视为无需外部能量输入即可缓解表面结冰的有效策略。该研究的设计思路是将PE的机械耐久性与弹性体基材特有的低模量、易脱冰行为结合起来:PE顶层提供耐磨的表面化学,PDMS亚层则提供整体弹性。
研究人员系统表征了复合材料的表面形貌、润湿性、层间附着力和微米级力学性能,并改变PDMS亚层厚度进行对比。冰附着强度通过推离试验和离心附着试验两种方法在可控结冰条件下测量。
结果显示,疏冰性能强烈依赖PDMS亚层厚度:薄PDMS亚层相比纯PE涂层仅有限改善,而较厚PDMS亚层的复合体系冰附着强度显著降低,优于纯PDMS和纯PE两种参照体系,表明表面化学与整体弹性对冰脱落的协同贡献。
加速老化试验显示复合表面出现部分降解,但未消除疏冰效果:双层涂层在老化后仍保持低冰附着,且优于单层体系。作者认为,PE-PDMS双层架构为设计耐久型被动防冰表面提供了稳健且可调谐的技术路径,对输电线路、风力发电机、航空部件等要求长期可靠运行的恶劣环境应用具有潜在价值。
从行业视角看,被动防冰是涂料功能化赛道的热点方向:光热超疏水涂层、自润滑多孔结构、仿生玫瑰花瓣表面等多条技术路线并行发展,PE-PDMS双层方案的优势在于原料成熟、火焰喷涂工艺与现有涂装线兼容性好,商业化门槛相对较低。
(来源:European Coatings)