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什么是防雾玻璃?

来源:   发布时间:2017-08-26   点击量:638

玻璃在工业生产和日常生活中有着广泛的用途。然而玻璃常会遇到雾化现象,由于表面附着一层水珠而失去透明性。玻璃表面结雾会给生产和生活造成诸多不便。如眼镜片、仪器的玻璃镜片等结雾会影响正常使用;汽车的挡风玻璃结雾,会遮挡司机的视线,常引发各种意外事故,直接影响人身安全。所以玻璃防雾是一个与生产和生活密切相关的课题,同样也是需要迫切需要解决的问题。

防雾玻璃(图)

而二氧化钛材料由于具有较宽的禁带宽度,高的折射率和机械强度,稳定的化学特性,高介电常数等特性,长期以来受到人们的关注,近四十年来在光学薄膜的设计和制备中得到广泛的应用。1972年,A.Fujishima等发现了TiO2电极的光催化分解水的特性后,人们对TiO2的光催化特性进行了大量的研究,并陆续发现了TiO2具有很多新的功能。如在1977年Bard用二氧化钛作光催化剂氧化CN为OCN,首次提出了用光催化剂处理污水。使二氧化钛在光催化反应中的研究引起了人们浓厚的兴趣。从而发现TiO2光催化材料具有能将有机物中的碳、氢、硫、氮、有机磷等元素最终氧化为二氧化碳、水、硫酸、硝酸和无机磷,使一些难降解、毒性大的化合物完全矿化,这种其他非半导体催化剂所不及的特性。在目前研究较多的光催化剂中,TiO2由于其化学稳定性好、与人体的相容性、反应活性高而更受青睐,并被1997年日本的《工业材料》评为当年最引人注目的材料。

1997年R.Wang和A.Fujishima等人相继报道了TiO2薄膜在紫外光照射下,表面具有超亲水特性。它的超亲水性不仅使其具有防雾功能,而且使建筑玻璃具有自清洁功能。这就为解决玻璃防雾这一难题,并同时改善居住质量,提高环境的自净能力提供了一个很好的思路。

所谓“结雾”就是在玻璃表面形成大量细小的水滴,使照射在玻璃上的光线被漫射,而变得不透明。在大气环境中,当玻璃表面的温度低于大气所含水汽对应的饱和蒸汽压温度,且水与玻璃表面的接触角大于5°时,水就会在玻璃表面形成大量细小的水滴使照射在玻璃上的光线被漫射,变得不透明而发生结雾现象。

通常玻璃表面的防雾有以下四种方法:

1.使玻璃温度高于露点(如通电加热),微小水珠无法在玻璃表面析出,或在结雾后用热风迅速将水雾吹散,同时玻璃温度升高,达到防雾效果。但这需要消耗电能或外加设备(如导电膜,热风机等)且对于眼镜片是无法适用的。

2.改变玻璃表面性质,使其亲水化。一般是将含表面活性剂的溶液喷涂于玻璃表面,因表面活性剂具有向内疏水基与向外亲水基,水分在尚未形成水滴之前,即会润湿、扩散于表面而形成水的薄膜。此类防雾剂配制简单,使用方便,但防雾持久性差。

3.在玻璃表面涂覆一层亲水性薄膜。玻璃表面涂上这层薄膜后能使水蒸气在凝聚于表面而尚未结露之前,水分子就迅速被薄膜吸附,玻璃表面不形成水滴。该方法防雾效果好、效力长、机械性能也较好。

4.使玻璃表面疏水化。玻璃表面疏水化后,水滴难以在表面停留而自动脱离。该方法的问题在于疏水性表面层在使用过程中会逐渐亲水化,导致防雾效果降低。

但以上传统的防雾手段或者耗能源,或者功效不好寿命短,或者污染环境。而在玻璃表面涂一层具有超亲水锐钛型TiO2薄膜后,当水蒸汽凝结时,只是在其表面形成一层水膜而不是水雾(第三种防雾机理)。这种表面涂有锐钛型TiO2薄膜的防雾玻璃,它具有牢固、耐腐蚀、寿命长、无需能源的特点;同时具有自清洁、杀菌、低辐射(吸收紫外光)等特殊功能,因此是一种理想的防雾玻璃制品。

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