１实验
１．１药品
利精细化学品有限公司；№．８０，北京益利精细化学品有限公 ＰＶＡ（１７８８，１７９９，２０８８，２０９９），北京化工二厂；Ｓｐａｎ－８０，北京益
司。试样为Ａ３钢材料，尺寸为５０ｍｍ×５０咖×ｌＩｍ。
１．２实验步骤 １．２．１钢铁基材表面的预处理
聚乙烯醇含有大量的羟基，要与钢铁基材表面发生键合，基 材表面必须有羟基，以形成氢键，失水缩合形成稳定的共价键。 因此，必须对钢铁基材表面预先进行氧化处理，使其表面具有大 量的活性羟基。预处理的步骤如下：打磨一化学除油除锈一热 冷水水洗一吹干一高温化学氧化一热冷水冲洗一吹干。其中， 化学除油液和氧化液可根据常用的工业配方进行配制。 １．２．２憎水剂的制备
表１ ＰｖＡ的聚合度及醇解度对憎水膜层憎水性的影响
（注：１７８８，１７９９的比例为１：３） 由表１可见，随聚合度增大，醇解度增大，接触角逐渐增大，
但水溶性变差，乳液的稳定性也变差。而当醇解度较低的和较 高的聚乙烯醇共同使用时，仍然能保持乳液的稳定性。由此，我 们选择２０８８／２０９９作为基料。 ２．２乳化剂的选择及表面活性剂之间的配比
万方数据
王舒等一种改性聚乙烯醇水基憎水剂的研究
由表２数据可以看出，不同比例复配的乳化剂对所得到的 膜层的憎水性能和稳定性影响非常大。只有当二者配比为１：ｌ 时，才显示出比较好的憎水性能和稳定性。
表４水溶性缓蚀剂的体积分数对憎水性及稳定性的影响
表２表面活性剂的配比对憎水性及稳定性的影响
２．３聚乙烯醇的含量对憎水性及稳定性的影响 为了考察憎水乳液中聚乙烯醇的含量对憎水性及稳定性的
附着力的测试采用划格法（ＧＢ／麟８８） 述现象的时间，并进行比较，选出较好的试样。 （５）附着力检测 进行测试。用手工工具，按格形图切割，划１１道相互平行，间距 １·—瑚的切痕，再垂直切割１１道相互平行，间距１ｍｍ的切痕，要 用力均匀，速度平缓无颤动，膜层附着力分为０—５级，０级切割 边缘完全平滑，无一格脱落，５级有大碎片脱落，一些方格部分 或全部脱落，结果要以至少两块试样的级别一致为准。
（２）耐蚀性按ＧＢ６卧８６用质量分数为４％的ｃｕｓ０４和３％
的Ｎａａ溶液在室温对憎水膜进行耐蚀性试验。 （３）耐酸性将试样浸泡在１０％的Ｈ２ｓ０４溶液中，观察试样
表面的膜层是否脱落，起皮，如果试样的耐蚀性好，膜层开始出
现起皮的时间将会更长。 （４）耐碱性将试样浸泡在５％的ＮａｏＨ溶液中，观察试样
表面的膜层是否脱落、起皮，是否有气泡出现，记下开始出现上
［Ａｂｓ劬ｃｔ］ Ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｂａｓｅｄ ｗａｔｅ卜Ｉｅｐｅｕｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，证ｔｈ ｍｅ ａｉｄｓ ｏｆ ｔｗｏ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｎｏｎｉｏｎｉｃ ｓｕ舭ｔａｎｔ Ｓｐａｎ一２０ ａｎｄ ７ｒｗｅｅｎ一２０ ａｎｄ ０ａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ ｉＩｌ｝ｌｉｂｉｔｏｒ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔ袱衄ｌｅｎｔ ｏｆ ｉｍｎ ａＩｌｄ ｓｔｅｅｌ ｓａⅡｌｐｌｅｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．ｒｎｌｅ
１．３分析测试
接触角的测定ｂＪ：在涂层表面用１０Ｉｌ｜ｌ注射器滴一滴蒸馏 水，用５０ｒｒ吼读数显微镜（Ｊ）（ｎ２型）对试样表面的水珠的＾和ｒ 进行测定。如图ｌ。计算出接触角。
图ｌ憎水角测定原理图 计算公式为：培口＝４砘，（ｒ２．４＾２） 式中，日为接触角；＾为液滴高度；ｒ为液固相接触的长度。
（１）稳定性乳液在室温下放置２个月内不发生分层或絮 凝。
ｔｒｅａ刚ｂｙ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ－ｒｅｐｅｌｌ朗ｔ ｃｏｕｌｄ ｅｎｄｕｒｅ ａｐｐｌｌ０ＸｉＩＩｌａｔｅｌｙ ２４０ ｈｏｕｒｓ ｉｎ ３Ⅲ％ＮａＣｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄ ３５ Ｈｌｉｎｕｔｅｓ ｉｎ ４卅％
ＣｕＳ０４ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，ｔ｝ｌｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ｃ叫ｌｄ ｒｅａｃｈ ９８０．Ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅ ｓｏｍｅ ｓｏｌｖｅｎｔ－ｂａｓｅｄ ｗａｔｅｒ－ｒｅｐｅⅡｅｎｔｓ．
乳化剂对于提高憎水溶液的稳定性和膜层的憎水性能也是 一种非常重要的成分，根据大量的试验，最终选出有效的非离子 表面活性剂，油溶性非离子表面活性剂ｓｐａｎ．８０和水溶性非离子 表面活性剂Ｔｗｅｅｎ．８０，两者复配而得到的乳化剂，发现这种复配 的表面活性剂表现出了优异的乳化性能。为了考察两种非离子 表面活性剂配比对憎水性和稳定性的影响，首先固定乳化剂在 乳液中含量为ｌ％，表２是这种复配表面活性剂对于憎水膜层 憎水性能和溶液稳定性的实验数据。
２结果与讨论
２．１聚合度及醇解度的影响
ＰｖＡ的性质与其聚合度、醇解度及溶解性有一定的关系。 通常，聚合度越大，水溶性越差，水溶液的黏度也会显著增大。 醇解度可分为完全醇解和部分醇解两种。完全醇解型的ＰＶＡ 在冷水中不溶，仅能溶胀。部分醇解型的ＰｖＡ在冷水中即可溶 解。８５％～８８％醇解度的ＰｖＡ水溶解性最好，但当醇解度低于 ８０％时，反而变得不溶。
将一定量的聚乙烯醇加入到盛有１００ＩＩｌｌ去离子水的烧瓶 中，在不断搅拌的情况下升温至９５℃加热约２ｈ，待聚乙烯醇完 全溶解后，停止加热，冷却至室温。将两种非离子表面活性剂
ｓ附８０和Ｔｗｅｅｎ－舳按不同比例复配得到的乳化剂加入其中，快
速搅拌３０ｌＩｌｉｎ左右，得到均一的乳液。将经过预处理的钢铁试 样浸入其中，一定时间后取出，用去离子水冲净，晾干。放入烘 箱中在一定温度下烘２ｈ以上，取出。测试憎水膜层的憎水性能 及其它性能。
ｅⅡ＆ｔｓ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｇ陀ｅ ａｎｄ ａｌｃｏｈｏｌｙｓｉｓ ｄｅｇ黜·ｏｆ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，ｔ｝ｌｅ ｍｔｉｏ ０ｆ ｔ｝ｌｅ拊ｏ ｎｏｎｉｏｎｉｃ ｓｕｒｆ．ａｃｔａｎｔｓ，ｔ｝ｌｅ
ｉｒｌ｝ｌｉｂｉｔｅｒ，ｐｒｅｔＨ舭ｎｔ ｅ咖ｌｓｉｆｉｅｒ，ｔｌｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｐ０１ｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ，ｔ｝ｌｅ ｃｏｍｅｍ ０ｆ
因此，在实验中我们选择了４种不同规格（分别为１７８８， １７９９，２０８８，２０９９）的ＰＶＡ，考虑到对最后结果中成膜强度及溶解 性等性能的综合因素，我们没有选择聚合度及醇解度更低的聚 乙烯醇。部分醇解型ＰｖＡ（１７８８，２０８８）与完全醇解型ＰＶＡ（如 １７９９，２０９９等）通常搭配使用，使用部分醇解型ＰＶＡ可增加乳液 稳定性，使用完全醇解型ＰｖＡ可增加乳液耐水性。因此，选用 这几种ＰｖＡ及它们之间的复合搭配，考察聚合度及醇解度对憎 水性及稳定性的影响。其结果见表１。
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ
ａｎｄ ａｆｔｅｒｔｒｅａｔ—
ｐ砷ｅｒｔｙ ｍｅｎｔ ｅｔｃ．ｏｎ ｈｙｄｍｐｈｏｂｉｃ
ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔ）ｒ ｏｆ ｔｌｌｅ ｗａｔｅ卜ｒｅｐｅＵｅｎｔ ｗｅｒｅ岛ｍ１１ｉｎｅｄ．Ｉｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔ｝ｌａｔ ｉｍｎ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ ｓａｒＩｌｐｌｅｓ
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］Ｐ０１ｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ；Ｎｏｎｉｏｎｉｃ ｓｕ而ｃｔａｎｔ；Ｃｏｎｔａｃｔ ａｎ岔ｅ；ｗａｔｅｒ－ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ ｆｉｈｎ；ＣｏＨＤｓｉｏｎ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｐ叫）ｅｎｙ
Ｏ引 言
金属材料零件表面的防腐处理，除了用涂料处理以外，还可 以涂覆薄薄一层憎水膜层，提高零件的耐腐蚀性能和表面憎水 性能。俄罗斯曾经报道一种用乙基含氢硅油为主的１３１．４６憎 水剂处理钢材表面，获得了较好的憎水和防腐效果，并且实现了 工业化。憎水剂可分为溶剂基憎水剂和水基憎水剂两类。目前 常用的憎水剂溶液主要是以汽油为溶剂的溶剂基憎水剂溶液。 尽管从溶剂基憎水剂溶液中获得的憎水膜层具有非常好的耐腐 蚀性能和憎水性能…，但是由于使用了大量易挥发、易燃的有机 溶剂，如航空煤油、汽油等，对工人的工作环境和自然环境都造 成很大的危害，并且它的贮存和使用过程中也存在潜在的危险 性心Ｊ。而水基憎水剂的优点在于其以水为溶剂，安全环保，成本 也低，目前正处于研制开发阶段，还没有实现商品化。在憎水剂
领域研究较多的是对玻璃、木材、建筑材料、织物等表面的憎水， 而对金属表面进行憎水研究的非常少。因此，开发一种适合于 金属零件表面，能够提高零件耐腐蚀性能和憎水性能的水基憎 水剂，是非常有实用价值的研究工作。
常用的憎水剂通常利用疏水物质有机硅、有机氟等在基材 表面形成长疏水链，以达到良好的憎水效果。其中，对于有机硅 的研究和应用较多，有机氟价格较贵，在一定程度上限制了它的 应用。然而，有机硅容易水解，水解后虽然形成大量活性羟基， 可与金属氧化物表面的羟基结合，但同时也会发生缩聚反应，水 溶液由于缓慢聚合最终会形成沉淀。这种聚合不利于在金属表 面形成的硅烷薄膜，其减少了形成耐水共价键的数量。３１，而且要 得到合适的工艺条件比较复杂，限制了其规模化的应用。中科 院化学所江雷等人在超疏水性纳米界面材料的研究上取得了突 破性进展，他们利用聚乙烯醇（Ｐ、ｎ）为原料，制备了具有超疏水 性的纳米纤维ＨＪ，使制备疏水表面的材料范围得到了扩展。牛 永生等人用己二异氰酸酯对聚乙烯醇进行改性，大大提高了其
［中图分类号］Ｔｃｌ７４．４２；研２３
［文献标识码］Ａ
［文章编号］１００ｌ一３６６０（２００４）０３—００１４—０３
粼砌Ⅱ，Ｚ删髓倒万，删ｙｆ－砌ｆ ＳｔⅢｌｙ ｏｎ ａ Ｎｅｗ Ｍ【０ｄｉｆｉｅｄ Ｐｍｙ啊ｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ Ｗａｔｅｒ—ｂｊ骼ｅｄ Ｗａｔｅｒ—ｒｅｐ枷ｅｎｔ
（Ｄｅｐａｎｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａＪｌｄ Ｅｎ舀ｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈ肌ｇ ｕｎｉｖｅｒｓ时，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，Ｃｈｉｎａ）
影响，我们分别配制了ｏ．５％、１％、２％、３％、４％、５％的聚乙烯醇 乳液，所得结果如图２所示。
ｆ １器
釜８（＇
嚣２
０．５
１．５
２．５
３．５
４．５
５．５
ＰｖＡ的质量分数／％
由表４数据可见，当水溶性缓蚀剂的含量在ｌ％左右时对 憎水性及稳定性影响不大，并且会提高膜层的耐蚀性。而过量 会造成乳液的不稳定和憎水性能的下降。 ２．６预处理及后处理的影响