“工业企业现场管理实务”、“沟通与ＥＱ”、“物料管理实务”等多场的企业内部培训，使员工拓展了新知识，提高了工作技能，赢得了广大员工的一致好评。近几年来，他积极培育团队学习力，在他的倡导及带领下，已初步形成了比、学、赶、帮、超的学习氛围，广大生产员工已明显提高了自身文化素质和业务水平，更好地适应公司发展的需要。
积极导入成功企业管理模式，开创管理工作新局面。
积极推行“５Ｓ”管理活动。从员工工作环境着手，导入目视管理、看板管理、红牌作战等技巧于工作中，强化现场管理、提升工作效率、建立安全
工作环境、提升员工品质意识。
计算机仓储管理系统的应用。仓库管理是一项繁琐复杂的工作，每天要处理大量的单据数据，要花费大量的时间和精力来做数据记录统计工作，为此，他采用计算机仓储管理系统，建立完善的仓库管理信息库，大大提高库管工作的质量和效率，降低管理成本。
几年来，
田荣坤同志不断更新理念，
勇于进
取，大胆实践，在公司生产管理工作中取得了突出的成绩。如今，他还一如既往地学习新的知识，以饱满的精神状态，迎接新的挑战，力争为公司的发展作出更大的贡献。
（责任编辑：包崇肖）
谢
毅
＊１
陶海征
１
武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室
（４３００７０）
摘
要：疏水薄膜在建筑业、汽车工业等其它行业以及人们的日常生活中具有广泛的应用，本文
综述了近年来疏水薄膜的研究进展，以及薄膜疏水性能的影响因素和各种薄膜的制备技术，并指出无机化合物的疏水改性是一个值得关注的研究方向，展望了疏水薄膜材料的研究发展前景。关键词：疏水性；疏水薄膜；制备；应用
０引言
固体表面对液体的润湿性是材料表面的一个重要性质。它是由材料表面的化学性质（表面能）和微观结构（表面粗糙度）共同决定的。随着科学技术的发展和社会的进步，近年来，疏水表面尤其是
超疏水表面的研究显示了广泛的应用背景［１～３］
，引起
了人们的普遍关注。所谓超疏水表面一般是指与水的接触角＞１５０°
的表面，它在工农业生产和人们的
日常生活中应用都极其广阔。例如，它可以用来防雪、防污染、抗氧化以及防止电流传导等。因此，在这方面的深入研究具有极其重要的意义。
研究认为，固体气体间表面张力γＳＶ与液体气体间表面张力γＬＶ及固液面表面张力γＳＬ间有如下关系［４］：
γＳＶ＝γＳＬ＋γＬＶｃｏｓ"
（１）或Ｆ＝γＬＶｃｏｓ"＝γＳＶ－γＳＬ
（２）ｃｏｓ"＝
γＳＶ－γＳＬ
γＬＶ
（３）
Ｆ称润湿张力，θ
为接触角。接触角又称润湿角，是液体在固体表面形成热力学平衡时所保持的
角度。以玻璃、水、空气三相为例，图１是玻璃的水润湿现象，
可知，
当γＬＶ＝γＳＶ－γＳＬ，则ｃｏｓθ
＝１，θ＝０，润湿张力最大，这时水完全润湿玻璃表面，即
水在玻璃表面上可自由铺展；当０＜γＳＶ－γＳＬ＜γＬＶ，
则
１＞ｃｏｓθ＞０，θ＜９０°，水能润湿玻璃表面；若γＳＶ－γＳＬ＜
０，则ｃｏｓθ＜０，θ＞９０°
，水不能润湿玻璃表面。ｃｏｓθ＝１８０°时，水完全不能润湿玻璃表面，水滴完全变成圆球体，在玻璃表面上将处于完全不稳定的状态。综上所述，θ＜９０°
，表面易使水停滞且易润湿，称为亲水性表面；θ＞９０°，表面难以与水润湿，使水在其上成珠，称之为疏水性或疏水性表面，而分别将θ＜５°和θ＞１５０°的表面称为超亲水和超疏水表面。
接触角是衡量界面张力的标志，也是判定物质疏水性能的重要因素之一，
但是研究［５］认为，
判断
Ｏ
Ｂ
Ｐ
Ａ
"
水
空气
图１玻璃的润湿现象
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
＊谢毅，男，１９７５～
，
博士研究生。科技创新
图２
θ与θｎ的关系
ｃｏｓθ
θ
θθｎ
θｎ（θ）
一个表面的疏水效果时，还应该考虑到它的动态过程，一般用滚动角来衡量，滚动角定义为前进接触角（简称前进角）与后退接触角（简称后退角）之差，滚动角的大小也代表了一个固体表面的滞后现象。一个真正意义上的超疏水表面应该既具有较大的静态接触角又具有较小的滚动角。
１薄膜表面疏水性的影响因素
１．１薄膜的化学组成
影响薄膜表面疏水亲水性能首要的因素是薄膜材料的化学组成。关于ＴｉＯ２，ＳｉＯ２等薄膜或者复合薄膜的超亲水性及其影响因素的研究，已有大量报道［６］。一般来说，固体与其它物质相接触时，
其界
面能越低越稳定。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。熔融制得的硅酸盐玻璃表面，能吸附一定量的水，这类水以－ＯＨ基的形式与Ｓｉ４＋相结合，影响玻璃表面的结构使得清洁玻璃表面带有负电荷而呈现亲水性。当玻璃表面附着其它物质，比如与二氯二甲基硅反应时，玻璃表面以下结构布满ＣＨ３
疏水性基团，
这时表面就变成了疏水性表面。
ＴａｋａｓｈｉＭｏｎｄｅ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。研究在不同氩气压强下以聚四氟乙烯为靶材制备了氟碳高分子薄膜，结果发现随氩气压强的增大，薄膜疏水性能增强，并认为这种增强主要是由于薄膜中富氟基团及氟含量的相应增加所引起。
１．２薄膜表面微观结构
除了本身化学组成外，表面结构也控制着薄膜的浸润性。粗糙表面的真正表面积与表观表面积是不相同的。令真正表面积为Ａ，表观表面积为Ａ′，表面粗糙度为ｎ，则：
ｎ＝Ａ／Ａ′（４）
当固液表面积增大δＳ，实际真表面积增大ｎδＳ，固气表面积减少ｎδＳ，液体气体间表面积增大δ
，则有：ｃｏｓθｎ＝
ｎ（γＳＶ－γＳＬ）γＬＶ
＝ｎｃｏｓθ
（５）ｎ＝ｃｏｓθｎ／ｃｏｓθ
（６）
θｎ是对粗糙表面的表观接触角。由于ｎ＞１，
故θ和θｎ的相对关系将按图２所示的余弦曲线变化
［４］，
即θ＜９０°时，θ＞θｎ；θ＝９０°时，θ＝θｎ；θ＞９０°时，θ＜θｎ。
由上面分析可知，θ＜９０°
时，表面粗造度ｎ越大，θｎ越小，越有利于润湿；而θ＞９０°时，ｎ越大，越不利于润湿，对水而言即呈现疏水性。氟树脂在平滑表面与水的接触角为１１０°左右；当其表面的微观形状呈现凹凸不平时，与水的接触角可以达到接近１６０°左右，这一疏水表面同时也有很高的憎
油性。
ＫｉｙｏｈａｒｕＴａｄａｎａｇａ等人通过溶胶－凝胶法将表
面粗糙度控制在２０～５０ｎｍ之间，
使接触角达到
１６５°
。ＨｏｎｇＢＳ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。
２疏水薄膜种类及制备技术
２．１无机疏水薄膜
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。胶体凝胶
科技创新
法是金属盐或醇盐经水解产生无机水合金属氧化
汽车玻璃膜物，水解产物与电解质进行胶溶形成溶胶，这种溶胶转化成凝胶时胶粒聚集在一起形成网络。聚合凝胶法是通过金属醇盐控制水解，在金属上引入－ＯＨ基，这些带有－ＯＨ基的金属醇化物相互缩合，靠化学键形成氧化物网络。溶胶－凝胶法设备简单、投资少，但是产量低、能耗高。
２．２有机聚合物疏水薄膜
有机聚合物膜品种甚多，根据制膜材料的不同，有醋酸纤维素、聚芳酰胺、ＰＶＣ、ＰＶＣ聚丙烯腈共聚物、尼龙、聚丙烯聚四氟乙烯、聚酯、聚碳酸酯等。涂料是一种流动状态或粉末状态的物质，能均匀地覆盖和良好地附着在物体表面形成固体薄膜，在有机聚合物膜层中占有很重要的地位。制备涂料的具体方法有乳液聚合、悬浮聚合、自由基溶液聚合、分散聚合、反乳化合成、胶束聚合等。涂层能否发挥其防护装饰或特殊功能，不仅取决于涂料本身，更大程度上取决于涂装的工艺条件和过程。涂装前必须进行表面处理，清除被涂物表面各种污垢，表面除油、除锈；进行各种化学处理，提高漆膜附着力和耐蚀性；采用机械的办法消除被涂物机械加工缺陷，创造表面粗糙度。涂装方法有刷涂法、擦涂法、滚刷涂、刮涂法、丝网法、气雾罐喷涂、浸涂、淋涂、辊涂等。如要制备具有理想的憎水效果的有机聚合物膜层，必须减少极性基团和可溶性成分的存在。
２．３有机－无机疏水薄膜
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ＳｉＯ
２
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，ＳｉＯ
２
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ＴｉＯ
２
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ＳｉＯ
２，
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、对金红石型ＴｉＯ
２
颗粒
进行表面改性，发现未经有机改性的ＴｉＯ
２
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ＳｉＯ
２
／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ＳｉＯ
２
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Ａｌ
２
Ｏ３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Ａｌ
２
Ｏ３薄膜。
３薄膜疏水性的应用及展望
汽车风挡玻璃上都装了两个机械雨刷（刮水器），用以提高玻璃的透明度。但是在汽车行驶中，因雨水在风挡玻璃上形成的水膜即使用最好的刮水器也难于将其清除干净，仍然会防碍司机的视线，从而影响行车安全。综合利用亲水和疏水化技术可以很好的解决这个问题。亲水化技术可用于需要防雾的窗玻璃、镜面玻璃以及汽车挡风玻璃的内侧成膜，疏水化技术使污染物、水、雪、霜等很容易除掉，从而使驾驶员视线清楚，以保证安全运行。
近年来，制备具有疏水性表面的氧化物薄膜已经成为材料科学的一个重要方向，用于玻璃表面的防污处理，可以应用于高级汽车、飞机等的挡风玻
科技创新
璃，也可以用于太阳能电池、热水器等的外壳，还可以用于建筑物玻璃、太阳镜等的防污处理。疏水玻璃可广泛应用于各种防水、防霜和防风化的表面，可解决飞机挡风玻璃、建筑门窗玻璃、幕墙玻璃、镜子和眼镜等玻璃制品存在的防水和清洗的难题。
通过疏水性能的提高还可以达到其它功能，如表面不易粘附水而耐腐蚀性能提高。目前应用在兵器表面、飞机和汽车零件表面的疏水处理膜层，就达到了提高零件耐腐蚀性能和疏水性能的目的。利
用ＴｉＯ
２的光催化自洁净功能，添加了ＴｉＯ
２
的疏水
薄膜将除了具有较高的接触角外，还具备自洁功能，这方面的深入研究将具有重要意义。使用疏水玻璃不仅能大大方便人们的日常生活，而且能创造较大的经济效益，因而其工业化过程中应进一步深入研究与开发，尽快实现产业化。
参考文献：
［１］ＭａｎｔｅｌＭ，ＲａｂｉｎｏｖｉｃｈＹＬ，ＷｉｇｈｔｍａｎＪＰ．Ａｓｔｕｄｙｏｆｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌａｎｄｓｉｌａｎａｔｅｄｇｌａｓｓｓｕｒｆａｃｅｕｓｉｎｇａｔｏｍｉｃｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｃｏｌｌｏｉｄａｎｄｉｎｔｅｒｆａｃｅ，１９９５，１７０：２０３～２１４
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［５］江雷．从自然到仿生的超疏水纳米界面材料．现代科学仪器，２００３（３）：３～１０
［６］ＷａｎｇＲ，ＨａｓｈｉｍｏｔｏＫ．ＦｕｊｉｓｈｉｍａＡ．ｅｔａｌ．Ｌｉｇｈｔｉｎｄｕｃｅｄａｍｐｈｉｌｉｃｓｕｒｆａｃｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９９７，３８８（３１）：４３１～４３２
（责任编辑：何彬）
中、小水泥企业生产适用技术升级述评
陈绍龙济南大学（２５００２２）
摘要：指出在与新型干法工艺全面接轨过程中，中小水泥企业不断创新、完善、升级，使企业的技术经济指标接近了新型干法水泥生产水平，生产适用技术升级主要表现环保节能，粉磨节能，锻烧节能和资源的循环再利用等几个方面。
关键词：节能；环保；循环经济；水泥生产；中小企业
０前言
进入２１世纪以来，经过国家产业结构的调整，我国水泥工业基本形成以现代大型企业为骨干、以先进中小企业为基础的企业结构模式。新型干法水泥生产技术是大型水泥企业的技术依托；发展中的现代立窑２０项适用技术逐步成为中小水泥企业的技术依托。近年来，在与新型干法全面接轨的过程中，中小水泥企业的生产适用技术汲取新型干法的营养、不断创新、完善、升级，使企业技术经济指标越来越接近新型干法水泥生产水平，出现了优质、节能、环保可喜的新局面。其主要特点表现在以下３个方面：
（１）突破传统“禁区”
我国水泥工业生产已有近百年的历史，针对各个时期物质条件和技术水平的实际情况，对当时不利于生产控制及产品质量的物料成分和设备结构等因素，行业主管部门在工艺规程、设计原则、控制指标和产品标准等多方面都作了不同程度的限制和规定，形成了水泥技术不可逾越的“禁区”。在一个时期内，这无疑对水泥工业的健康发展起到了一定的积极作用。随着物资条件的改善、科学技术的进步，以前被认为是水泥的某些有害成分，现在成功地变为节能高产的外加剂；窑体结构、工艺设计，都突破了传统的规范；环境保护的严肃性和经济性，得到了和谐的统一；循环经济促进了工业废弃物的再利用和胶凝材料新品种的诞生。
（２）创新“一体化”生产工艺
“一体化”生产工艺是指：以节能、环保为中心，对传统水泥生产工艺的一种整合。新型干法水
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
应用技术
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