透明材料防雾剂的研究

胡亚伟，焦其帅，杨芙丽

（河北化工医药职业技术学院化学与环境工程系，河北 石家庄 050026）

0 引言

随着经济与社会发展，透明材料（如汽车挡风玻璃、建筑物用玻璃、美容用镜及眼镜等） 在生活的各领域中得到广泛应用，方便了人们的生活。但在下雨天或者潮湿环境中，尤其在秋冬季，透明材料容易发生起雾现象。因为水蒸气在相对狭小、封闭的空间里容易达到饱和状态，在透明材料内壁形成小水滴，光线遇到小水滴会产生散射妨碍观察者现象，从而影响到透明材料的视线和透光率。目前已经研究出了针对不同透明材料的不同防雾剂，是将防雾剂喷涂在容易起雾的内壁上，凝结水在防雾膜的表面迅速扩散，形成亲水性的防雾膜，凝结水迅速在防雾膜的表面进行扩散，形成对观察者视线影响不大的水膜，从而起到防雾作用。

本文综述了不同透明材料防雾剂的研究现状，并对防雾剂的发展前景作出了展望。

1 塑料防雾剂

目前，农村塑料地膜与塑料大棚栽培凭借其独特的种植优势,受到越来越多农民的欢迎，被广泛使用。但农民面临的问题是在塑料大棚与塑料地膜的使用过程中，地表温度的上升会出现水蒸气的凝结，细微的水雾和水滴会在塑料薄膜表面内凝结，这层白色的水雾会导致塑料的透光率下降，影响了棚内温度的上升，及农作物的生长，有时水滴滴落到农作物叶子上会引起作物腐烂,导致减产。因此，如何预防和消除塑料薄膜出现水雾和水滴，是人们非常重视的一个问题。

目前使用的塑料以聚烯烃、聚氟乙烯居多，这些材料具有疏水性，因此当湿度环境一定，外界温度降到露点温度以下时，容易发生雾化现象，导致材料表面模糊不清，透光率也随之变差。制备时可考虑加入一些具有光催化性能的物质或高分子、表面活性剂，或通过改变材料结构使其具有防雾效果。含氟表面活性剂因其表面张力小，位阻小，可用氟原子全部或者部分取代碳氢表面活性剂亲油基中的氢原子可制备此类含氟表面活性。此类表面活性剂的高表面活性可明显降低水的表面张力，防雾效果非常显著。

纳米微粒由于具有许多特殊的性能，常常被加入到塑料制品中起到很好的防雾效果。罗茂鲜等人采用纳米SiOx 与防雾剂的质量比1∶100，均浆机剪切分散线速度15.6 m/s，均浆机剪切分散时间120 s，超声波分散时间1 800 s 的条件下制备了一种新型喷涂式纳米SiOx 复合防雾剂。实验结果表明，因纳米SiOx 粒子的桥梁作用，复合防雾剂样品防雾效果明显增强。

纳米氧化镧因其自身颗粒小、比表面积大、活性高,因此将其加入到防雾剂中，可以起到很好的分散、黏附作用,并可延长防雾时间。熊丽萍等人采用La2O3、乙醇、乙二醇、10%的DBS、异丙醇、水通过实验制备了一种新型氧化镧玻璃防雾剂，经试验验证该防雾剂可直接涂敷于汽车、家庭浴室镜面等玻璃表面，具有良好的分散性和附着性、防雾时间长、无毒、廉价等特点，且使用方便，保存期长,同时对玻璃表面还有清洁作用。

超细二氧化钛（TiO2） 颗粒具有化学性质稳定性好、催化性能好、无毒、价廉易得而受到广大学者的青睐。当紫外光照射二氧化钛时，价电子就会被激发，从而会生成成对的电子与空穴，产生相应的羟基或过氧离子。氧空位吸附空气中解离的水，从而实现了表面亲水化。洪东银等通过浸蚀多孔铝模板制备制备了二氧化钛薄膜。实验表明此薄膜无紫外光激发，就表现出良好的亲水性。

2 玻璃防雾剂

在日常生活与工业生产中玻璃有着非常广泛的用途。但在寒冷的冬季，玻璃内外会出现一定的温差，且温差会随着天气温度的降低而越发明显。从而，温度低一侧水分的饱和蒸汽压比周围环境的蒸汽压低时，水汽就会以微小水珠的形式在玻璃内侧聚集成雾，光线穿过露珠时会发生漫射现象，从而对玻璃的透光率造成了显著的影响。无论是冬天汽车挡风玻璃、建筑物的玻璃、镜子，还是人们佩戴的眼镜、医用玻璃器械发生雾化都会给行车、工作、生活带来很大的不便，甚至会产生难以预料的严重后果。人们采用了很多方法来预防雾化问题,防雾剂是最常见方法。防雾剂中的表面活性剂可明显降低水的表面张力，使水在玻璃表面形成一层均匀透明的薄膜,从而起到防雾的作用。

关于玻璃防雾剂的研究最早是将表面活性剂类物质涂覆在玻璃表面上，从而使玻璃的表面性质发生改变，使雾气接触玻璃后没有水滴生成，而是生成了一层均匀透明的水膜，达到防雾目的。表面活性剂类的防雾剂可制备过程比较简单，但因水分在玻璃表面凝结，易导致表面活性剂的流失，故此类防雾剂防雾效果持续时间较短。

王万森等通过实验采用乙醇、丙二醇、三乙醇胺、氯化钠、吐温-80 水为原料，在60～70 ℃下搅拌，冷却至室温后加入苯甲酸钠和香精，制备得到防雾剂。此防雾剂原料价廉易得，成本低，无毒，防雾时间可持续4 d。

一种新型防雾剂——高分子膜型防雾剂发展起来，此类防雾剂可改善表面活性剂类防雾剂持续时间短的不足。高分子膜型防雾剂是通过涂覆在玻璃表面的一层亲水性的高分子薄膜把水分子进行吸附，这样玻璃表面就不会有水滴生成，从而起到防雾的作用。应用较多的是亲水性丙烯酸酯类防雾涂料、有机聚硅氧烷防雾剂和聚氧乙烯多元醇类防雾剂等。亲水性丙烯酸酯类防雾剂利用树脂涂层的吸水性能，吸收表面凝聚的水分，材料的反射性与透光率不受影响，从而达到防雾的目的。

于洁等称取一定比例的甲基丙烯酸，甲基丙烯酸β-羟乙酯，乙二醇单甲醚和过氧化二苯甲酰混合，在氮气的保护下，于一定的温度进行搅拌，反应一段时间后加入少量的过氧化二苯甲酰和二乙烯基苯作为增强剂，制备了一种廉价的防雾涂料。

Albert J 等在六甲基环三硅与氧烷脂族醇的混合液中加入表面活性剂，再加入水进行稀释，即可制得有机聚硅氧烷涂覆组合物。

Kawasaki 等在90～95 ℃时，将一定量皂化完全的聚乙烯醇（平均分子量等于1 700） 和水溶解后，加入适量的有机硼化合物，搅拌1 h 后即可制得透明聚氧乙烯多元醇类防雾剂。

3 结语

透明材料防雾剂的研究呈现多元化发展的态势，不同的方法制备出的防雾剂有不同的功效和特点，但如何使防雾剂防雾效果好、持续时间长、适合范围广、原料廉价易得、对人体无害、使用方便仍是研究者解决的关键问题。