CN115353741B - 多孔pdms浸润有机油凝胶防除冰材料的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备及应用,包括:将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,固化;将固化体置于溶剂中浸泡,超声5‑7天,直至模板除去,然后将其裁成块状,得到多孔材料;将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,得到有机凝胶混合液;将有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声1‑2小时,固化,得到多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料。本发明通过多孔材料内部浸润具有润滑作用的有机油凝胶一方面可避免润滑液的流失的问题,另一方面由于多孔骨架的存在也提高了油凝胶的强度。
Description
技术领域
本发明属于防除冰技术领域,具体涉及一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备及应用。
背景技术
随着民用航空运输业的快速发展以及飞机在国防军事领域的广泛应用,飞行中遭遇结冰的几率大幅度提高,飞机结冰严重影响了其运行安全,是当前航空航天领域需要解决的关键问题之一。传统的防除冰方法能耗高、阻力大且维护麻烦,而且飞机飞行时,很难阻止表面结冰且结冰之后更不容易完全去除。
近年来,通过设计表面微结构或超疏水材料实现防除冰研究较多,然而,微结构与冰的机械互锁作用以及多次使用后超疏水能力的丧失均会增加冰的界面黏附。因此,多孔浸液表面防除冰技术得到了广泛关注,该表面能够通过释放润滑液来降低冰的界面黏附。但是由于润滑液的流失,随着使用次数的增加注液表面冰黏附强度逐渐增加。专利CN104673188 A报道了一种聚合物交联网状结构溶胀石蜡等液体的油凝胶,该凝胶与冰的界面黏附可降低至10kPa以下。然而,由于凝胶材料的力学性能较差,在冲击较大的场合使用时,会破坏材料的使用性能。
发明内容
针对多孔浸液表面润滑液易流失的问题,通过浸润具有优异除冰性能的油凝胶进行改善,该材料综合了多孔材料的储油功能以及有机油凝胶与冰低黏附的作用。
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,包括以下步骤:
步骤一、将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,固化;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声5-7天,直至模板除去,然后将其裁成块状,得到多孔材料;
步骤三、将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,得到有机凝胶混合液;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声1-2小时,固化,得到多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料。
优选的是,所述步骤一中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量比为5-15:1:30-100。
优选的是,所述步骤一中,模板为氯化钠、白砂糖、海藻酸钠或碳酸钙中的任意一中;混合均匀采用的方式为搅拌。
优选的是,所述步骤一中,固化的温度为80~120℃,时间为1~2h;步骤四中,固化的温度为80~100℃,时间为1~2h。
优选的是,所述步骤二中,溶剂为去离子水;裁成块状的大小为30mm×30mm×3mm。
优选的是,所述步骤三中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;PDMS A组分、PDMS B组分和有机润滑液的质量比为5-15:1:10-200。
优选的是,所述步骤三中,有机润滑液为不同黏度硅油、防冻液、基础油、甲基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
本发明还提供一种测试如上所述的制备方法制备的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的冰粘附力的方法,包括:
在冰粘附力测量平台的制冷平台上放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,在多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的上方放置两端敞口的圆柱形模具,在圆柱形模具中加水,并启动制冷平台进行冷冻结冰,冷冻结冰形成冰柱后,通过位于制冷平台下方的位移平台的移动,使冰粘附力测量平台上的推力杆推动冰柱并发生弯曲变形量,通过冰粘附力测量平台上的激光传感器测量推力杆在推动冰柱过程中弯曲变形量,通过以下公式计算冰的黏附强度:
P=3EIΔX/(L3﹒S)
I=πd4/64
其中,P为冰的黏附强度,单位:kPa,E为推杆的弹性模量,其值为199GPa,I为惯性矩,ΔX为推杆在水平位移方向上的偏转量,单位:mm,S为冰柱在涂层表面的接触面积,其值为28.26mm2,d为推杆的直径,其值为2mm,L为推杆的长度,其值为81mm。
优选的是,所述冰粘附力测量平台包括:
水平底座;
位移平台,其设置在水平底座上;
制冷平台,其放置在位移平台上,所述制冷平台上用于放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料;
温度传感器,其设置在制冷平台上,且所述温度传感器与温度控制器通过导线连接;
圆柱形模具,其放置在制冷平台上且位于多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料上方;
L型支撑杆,其一端连接在水平底座上,所述L型支撑杆的另一端悬空且位于圆柱形模具上方;
推力杆,其连接在L型支撑杆上且位于圆柱形模具的一侧;
激光传感器,其设置在水平底座上,且所述激光传感器朝向所述推力杆以记录推力杆推动冰柱发生的弯曲变形量;
高清相机,其设置在水平底座上,且所述高清相机朝向所述推力杆与以记录实验过程。
本发明还提供一种如上所述的制备方法制备的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料在防除冰领域中的应用。
本发明的关键在于向多孔PDMS中浸润有机油凝胶,可综合多孔材料力学性能优异以及有机凝胶降低冰黏附的性能。本发明所述多孔PDMS中浸润有机油凝胶具有良好的防除冰性能。
本发明至少包括以下有益效果:本发明通过模板法制备聚二甲基硅氧烷多孔材料,然后向多孔材料中浸润不同剪切模量的聚二甲基硅氧烷有机油凝胶。本发明所制备得到的多孔浸润凝胶材料具有较低的冰黏附,且使用寿命相对于有机油凝胶可大幅度提高。本发明通过多孔材料内部浸润具有润滑作用的有机油凝胶一方面可避免润滑液的流失的问题,另一方面由于多孔骨架的存在也提高了油凝胶的强度。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明:
图1为本发明(a)实施例5制备的多孔聚二甲基硅氧烷形貌图;(b)实施例3制备的多孔聚二甲基硅氧烷形貌图;
图2为本发明所制备多孔材料及有机凝胶材料的力学性能;
图3为本发明的冰粘附力测量平台的结构图。
具体实施方式:
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1:
一种多孔PDMS胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;
其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述步骤一中的模板为氯化钠;所述步骤二中的溶剂为去离子水。
实施例2:
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为氯化钠;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,60g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声2小时,至于100℃烘箱中固化2h,得到浸润有机油凝胶的多孔PDMS材料;
实施例3:
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为氯化钠;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,100g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声2小时,至于100℃烘箱中固化2h,得到浸润有机油凝胶的多孔PDMS材料;
实施例4:
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为氯化钠;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,150g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声2小时,至于100℃烘箱中固化2h,得到浸润有机油凝胶的多孔PDMS材料;
实施例5:
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为白砂糖;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,100g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液浸润至步骤二中的多孔材料中,超声2小时,至于100℃烘箱中固化2h,得到浸润有机油凝胶的多孔PDMS材料。
实施例6:
在实验过程中,发明人发现步骤三中的有机凝胶混合液和步骤二中的多孔材料的混合浸润仅通过超声的效果不理想,有机凝胶混合液不能均匀的浸润在多孔材料中,因此,发明人通过将有机凝胶混合液和多孔材料加入超临界二氧化碳中,通过超临界二氧化碳的溶胀使多孔材料的多孔变大,进而使有机凝胶混合液更多的浸润在多孔中,并且在快速泄压的过程中,多孔材料快速收缩,使孔洞变小,使有机凝胶混合液可以均匀在分布在多孔材料中;
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为氯化钠;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,60g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液和步骤二中的多孔材料加入高压反应釜内,然后将液态二氧化碳加入高压反应釜内,使高压反应釜内的温度和压强达到形成超临界二氧化碳的状态后,保温保压的同时超声2小时,打开排气阀快速排出二氧化碳使高压反应釜内压力降至常压,收集物料,置于100℃下固化2h,得到多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料;所述液态二氧化碳与多孔材料的质量比为1:2;所述温度45℃,压强20MPa。
实施例7:
一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,通过以下步骤制备:
步骤一、多孔PDMS材料制备:首先将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其置于真空干燥箱中抽真空除气泡,同时100℃固化2h;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量分别为10g,1g,30g;所述模板为白砂糖;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声7天,直至模板除去,将其裁成30mm×30mm×3mm;所述溶剂为去离子水;
步骤三、有机油凝胶混合液的制备:将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液按一定比例加入容器中,搅拌混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,静置备用;其中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMSA组分、PDMS B组分和模板的质量分别为15g,1g,100g;所述有机润滑液为甲基封端聚二甲基硅氧烷;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液和步骤二中的多孔材料加入高压反应釜内,然后将液态二氧化碳加入高压反应釜内,使高压反应釜内的温度和压强达到形成超临界二氧化碳的状态后,保温保压的同时超声2小时,打开排气阀快速排出二氧化碳使高压反应釜内压力降至常压,收集物料,置于100℃下固化2h,得到多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料;所述液态二氧化碳与多孔材料的质量比为1:2;所述温度45℃,压强20MPa。
实施例8:
一种测试实施例1~7制备的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的冰粘附力的方法,包括:
在冰粘附力测量平台的制冷平台上放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料(实施例1~7制备的任意一种),在多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的上方放置两端敞口的圆柱形模具,在圆柱形模具中加水,并启动制冷平台进行冷冻结冰,冷冻结冰形成冰柱后,通过位于制冷平台下方的位移平台的移动,使冰粘附力测量平台上的推力杆推动冰柱并发生弯曲变形量,通过冰粘附力测量平台上的激光传感器测量推力杆在推动冰柱过程中弯曲变形量,通过以下公式计算冰的黏附强度,结果如表1所示:
P=3EIΔX/(L3﹒S)
I=πd4/64
其中,P为冰的黏附强度,单位:kPa,E为推杆的弹性模量,其值为199GPa,I为惯性矩,ΔX为推杆在水平位移方向上的偏转量,单位:mm,S为冰柱在涂层表面的接触面积,其值为28.26mm2,d为推杆的直径,其值为2mm,L为推杆的长度,其值为81mm;
其中,所述冰粘附力测量平台包括:
水平底座1;
位移平台2,其设置在水平底座1上;
制冷平台3,其放置在位移平台2上,所述制冷平台3上用于放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料;
温度传感器9,其设置在制冷平台3上,且所述温度传感器9与温度控制器10通过导线连接;通过温度传感器检测制冷平台的温度,以设定制冷平台不同的温度,进而测试不同温度下多孔PDMS浸润有机凝胶的冰黏附强度;
圆柱形模具4,其放置在制冷平台3上且位于多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料上方;
L型支撑杆5,其一端连接在水平底座1上,所述L型支撑杆5的另一端悬空且位于圆柱形模具4上方;
推力杆6,其连接在L型支撑杆5上且位于圆柱形模具4的一侧;
激光传感器7,其设置在水平底座1上,且所述激光传感器7朝向所述推力杆6以记录推力杆推动冰柱发生的弯曲变形量;
高清相机8,其设置在水平底座1上,且所述高清相机8朝向所述推力杆与以记录实验过程。
表1不同温度下多孔PDMS浸润有机凝胶冰黏附强度(kPa)
从表1可以看出,随着温度的升高,冰黏附强度降低,纯多孔PDMS的冰黏附强度在-10℃的为92.4kPa,而浸润有机油凝胶之后,最低可降至7.2kPa,在-5℃时的最低冰黏附强度为5.3kPa。而实施例5为白砂糖为模板制备的多孔PDMS,该材料孔径较大,对应的冰黏附强度大于实施例3中的结果,实施例6(与实施例2相比较)和实施例7(与实施例5相比较)为采用超临界二氧化碳处理的有机凝胶混合液和多孔材料,其制备的材料的冰黏附强度显著降低。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (10)
1.一种多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、将PDMS A组分、PDMS B组分以及模板加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,固化;
步骤二、将步骤一得到的固化体置于溶剂中浸泡,超声5-7天,直至模板除去,然后将其裁成块状,得到多孔材料;
步骤三、将PDMS A组分、PDMS B组分以及有机润滑液加入容器中,混合均匀,然后将其至于真空干燥箱中抽真空除气泡,得到有机凝胶混合液;
步骤四、将步骤三中的有机凝胶混合液和步骤二中的多孔材料加入高压反应釜内,然后将液态二氧化碳加入高压反应釜内,使高压反应釜内的温度和压强达到形成超临界二氧化碳的状态后,保温保压的同时超声2小时,打开排气阀快速排出二氧化碳使高压反应釜内压力降至常压,收集物料,固化,得到多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料。
2.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;所述PDMS A组分、PDMS B组分和模板的质量比为5-15:1:30-100。
3.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,模板为氯化钠、白砂糖、海藻酸钠或碳酸钙中的任意一中;混合均匀采用的方式为搅拌。
4.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤一中,固化的温度为80~120℃,时间为1~2h;步骤四中,固化的温度为80~100℃,时间为1~2h。
5.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤二中,溶剂为去离子水;裁成块状的大小为30mm×30mm×3mm。
6.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,PDMS A组分和PDMS B组分分别为道康宁184-PDMS的基本组分和固化剂;PDMS A组分、PDMS B组分和有机润滑液的质量比为5-15:1:10-200。
7.如权利要求1所述的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的制备方法,其特征在于,所述步骤三中,有机润滑液为不同黏度硅油、防冻液、基础油、甲基封端聚二甲基硅氧烷、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
8.一种测试如权利要求1~7任一项所述的制备方法制备的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的冰粘附力的方法,其特征在于,包括:
在冰粘附力测量平台的制冷平台上放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料,在多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的上方放置两端敞口的圆柱形模具,在圆柱形模具中加水,并启动制冷平台进行冷冻结冰,冷冻结冰形成冰柱后,通过位于制冷平台下方的位移平台的移动,使冰粘附力测量平台上的推力杆推动冰柱并发生弯曲变形量,通过冰粘附力测量平台上的激光传感器测量推力杆在推动冰柱过程中弯曲变形量,通过以下公式计算冰的黏附强度:
P = 3EIΔX / (L3﹒S)
I =πd4 / 64
其中,P为冰的黏附强度,单位:kPa,E为推力杆的弹性模量,其值为199GPa,I为惯性矩,ΔX为推力杆在水平位移方向上的偏转量,单位:mm,S为冰柱在涂层表面的接触面积,其值为28.26mm2,d为推力杆的直径,其值为2mm,L为推杆的长度,其值为81mm。
9.如权利要求8所述的测试多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料的冰粘附力的方法,其特征在于,所述冰粘附力测量平台包括:
水平底座;
位移平台,其设置在水平底座上;
制冷平台,其放置在电动位移平台上,所述制冷平台上用于放置多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料;
温度传感器,其设置在制冷平台上,且所述温度传感器与温度控制器通过导线连接;
圆柱形模具,其放置在制冷平台上且位于多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料上方;
L型支撑杆,其一端连接在水平底座上,所述L型支撑杆的另一端悬空且位于圆柱形模具上方;
推力杆,其连接在L型支撑杆上且位于圆柱形模具的一侧;
激光传感器,其设置在水平底座上,且所述激光传感器朝向所述推力杆以记录推力杆推动冰柱发生的弯曲变形量;
高清相机,其设置在水平底座上,且所述高清相机朝向所述推力杆与以记录实验过程。
10.一种如权利要求1~7任一项所述的制备方法制备的多孔PDMS浸润有机油凝胶防除冰材料在防除冰领域中的应用。
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