表征材料疏水性能的指标：接触角，滚动角（前进接触角和后退接触角之差）
决定因素：材料的表面能，材料的粗超程度。

具有低的表面能和粗超度。

疏水薄膜的化学成分主要考虑有机聚合物, 其疏水分子中除了碳以外, 含有大量低表面能的硅、氟等原子基团, 可以有效的降低材料的表面能, 从而使薄膜对水接触角增大。

氟系有机物、聚氟硅烷( FAS) 、有机硅聚合物等都具有较低的表面自由能, 也是目前研究和应用较多的疏水成膜剂
Takashi Monde 等人利用溶胶- 凝胶法制备了支链状的聚氟硅烷薄膜, 发现其具
有很好的热稳定性, 且具有低表面能的氟化物存在于薄膜的最表层。

有机硅聚合物制成的薄膜具有较好的牢固度, 且不影响玻璃光学性能、无毒、无腐蚀, 也是良好的疏水物质。

聚四氟乙烯( PTFE) 的特点一方面具有低表面能, 另一方面具有良好的化学稳定性, 但其缺点在于高熔融状态、高粘度和不溶性, 使得它难以制备和操作
除了本身化学组成外, 表面结构也控制着薄膜的浸润性
等人通过溶胶- 凝胶法将表无机疏水薄膜常用的制备方法有采用溶胶- 凝胶法、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积和氟硅表面活性剂原位修饰等。

其中化学气相沉积法的原理是把含有构成需要元素的一种或几种化合物、单质气体供给载体, 借助气相作用, 在载体表面上进行化学反应生成要求的薄膜。

其中化学气相沉积法制备薄膜产量高, 可在线生产, 能耗低, 比较适合制备金属氧化物多孔薄膜, 但反应条件苛刻, 工艺及装置复杂, 设备投资大。

溶胶- 凝胶法是制备无机膜的比较成熟的方法, 一般分为胶体凝胶法和聚合凝胶法。

胶体凝面粗糙度控制在20～50nm 之间, 使接触角达到165°。

Hong B S 等人利用增加膜层表面粗糙度的方法提高了膜的疏水性, 但获得的透明薄膜不具备减反射性。

通过相分离、刻蚀、固体表面添加有机疏水物等方法控制表面粗糙度, 不但可以得到具有预期疏水性能的表面结构, 而且可以同时满足表面的机械特性和透明度等要求。

多孔的无机氧化物薄膜与玻璃、陶瓷等结合强度良好, 而且耐高温、耐腐蚀, 绝缘性好, 所以与有机疏水材料的复合将具有优异的综合性能, 在保持材料疏水性的同时对环境具有较好的适应性。

比如SiO2 膜由于具有耐热性、耐候性、透明性、低折射性、低介电性等优良性能而在汽车玻璃、厨房用具、建筑玻璃、微电子集成电路等方面表现出广泛的应用前景。

但是, SiO2 本身所具有的亲水性限制了其性能的发挥和实际应用。

因此, 有必要对硅溶胶进行疏水改性的研究。

目前对无机材料进行表面疏水化改性的方法很多, 其改性机理一般是通过具有很小表面自由能的有机分子填充到亲水材料的网络空隙中。

用阴离子型有机改性剂十二烷基苯磺酸钠对纳米TiO2 进行表面改性, 在适当的体积比下, 可获得疏水性的钛粒子凝聚体。

在SiO2, Al2O3二元薄膜包覆的基础上, 用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂及三乙醇胺、季戊四醇对金红石型TiO2 颗粒进行表面改性, 发现未经有机改性的TiO2 粉末亲水性较强, 而经过有机物改性后则表现出不同程度的疏水性, 实现了颗粒表面由亲水向疏水的转变,实验还发现不同改性剂与颗粒表面存在不同程度的化学键合作用。

目前对无机材料进行表面疏水化改性的方法虽然很多, 但由于所用的改性材料本身物理化学性质, 特别是热稳定性与户外的耐候性, 难以达到实用化的要求。

聚四氟乙烯及其与无机物的复合薄膜的制备及疏水性能的探索得到很多研究者的关注,采用溶胶- 凝胶法将PTFE 乳液加入到硅溶胶中,用该溶胶浸涂玻璃, 经热处理后在玻璃表面可形成连续致密的与玻璃基材结合牢固的SiO2/PTFE 复合薄膜。

在热处理过程中, 均匀分布在Si- O- Si 多孔多维网状骨架结构的空隙中的高分子PTFE 熔融,与网状的无机结构形成连续的相互贯通的复合薄膜。

这层薄膜表面呈现出与纯聚四氟乙烯材料相似的疏水性。

赵英健等人以硅酸钠为原料, 经水解成为硅酸低聚体后再与六甲基二硅氮烷(HMDS) 反应, 在硅溶胶分子结构中引入了硅三甲基基团, 制得了有机改性硅溶胶。

有机改性硅溶胶采用浸渍提拉法在玻璃基板上固化, 制得了透明的疏水膜。

研究发现在硅溶胶中引入硅三甲基赋予涂膜以疏水性, 增大HMDS 与SiO2 的摩尔比, 有利于提高疏水性, 最大接触角可达到110°。

研究发现采用溶胶- 凝胶法可制备无定形态Al2O3 薄膜, 并采用含氟聚合物对其表面进行修饰, 也可获得具有高疏水性的透明Al2O3 薄膜。