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多孔阳极氧化铝具有规则可控的纳米多孔结构、良好的化学稳定性、热稳定性、较高的硬度和极大的比表面积等优点逐渐成为制备聚合物超疏水表面的重要模板。它打破了传统聚合物超疏水表面的构建复杂、成本昂贵,抗润湿性能不稳定等限制,使得超疏水聚合物表面逐渐走向实用化发展。本文通过改变电化学参数就可以得到不同孔径尺寸和形貌的多孔阳极氧化铝,同时选择疏水性好、成型性好的聚丙烯(PP)和表面能低的石墨烯(GP)为材料,通过阳极氧化技术在纯铝表面制备了具多层次微/亚微/纳米孔结构;以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用热压印成型在PP/GP表面制备出多层次微/亚微/纳米结构,获得润湿性能好的超疏水聚合物表面。研究结果如下:(1)精确制备PP/GP表面微纳结构:以AAO为模板,采用热压印技术在PP/GP表面制备微纳结构中,在与AAO模板结构匹配度方面,发现PP/GP表面微/亚微/纳米结构>PP/GP表面微纳结构>PP/GP表面纳米结构>纯PP表面纳米结构,说明多孔阳极氧化铝模板表面结构尺度的增加与GP材料的加入改善了复制精确的问题。(2)润湿性能:PP/GP表面微/亚微/纳米结构、PP/GP表面微纳结构与PP/GP表面纳米结构分别与4、6、8μL液滴接触时,都表现为低粘附性。采用4μL液滴对PP与PP/GP表面纳米结构进行润湿性分析,PP表面纳米结构的CA为135°,RA>90°,PP/GP表面纳米结构的CA为152°,RA<5°,但采用6μL液滴测试时,PP/GP表面纳米结构无法保持超疏水特性;采用4μL液滴对PP/GP表面微纳结构进行润湿性分析,PP/GP表面微纳结构的CA为164.5°,RA<5°,即使8μL液滴放置于PP/GP微纳结构表面的CA也达到153.7°,但采用10μL液滴测试时,PP/GP表面微纳结构的CA为147.8°,无法保持超疏水特性;采用10μL液滴对PP/GP表面微/亚微/纳米结构进行润湿性分析,PP/GP表面微/亚微/纳米结构的CA为155°,RA更是接近0.5°;这说明在疏水性方面,PP/GP表面微/亚微/纳米结构>PP/GP表面微纳结构>PP/GP表面纳米结构>纯PP表面纳米结构。(3)静态润湿稳定性:PP/GP表面微/亚微/纳米结构、PP/GP表面微纳结构与PP/GP表面纳米结构样品分别在水下压力差为3626 Pa的量筒中浸泡60 min,样品取出后,PP/GP微/亚微/纳米结构表面与PP/GP微纳结构表面的润湿状态仍能CassieBaxter状态,而PP/GP纳米结构表面存在部分区域的润湿状态从Cassie-Baxter状态转变为Wenzel状态;由此说明PP/GP表面微/亚微/纳米结构与PP/GP表面微纳结构的水下抗润湿稳定性优于PP/GP表面纳米结构。(4)动态润湿稳定性:PP/GP表面微/亚微/纳米结构、PP/GP表面微纳结构与PP/GP表面纳米结构受到不同速度液滴冲击时,PP/GP表面微/亚微/纳米结构、PP/GP表面微纳结构与PP/GP表面纳米结构均能保持稳定的Cassie-Baxter状态,但在液滴冲击速度为1 m/s时,在PP/GP纳米结构表面发生局部钉扎现象,而PP/GP表面微/亚微/纳米结构与PP/GP表面微纳结构只有在液滴冲击速度达到1.73 m/s时,才能在样品表面时观察到局部钉扎现象;说明在动态润湿稳定性方面PP/GP表面微/亚微/纳米结构与PP/GP表面微纳结构优于PP/GP表面纳米结构。(5)抗结霜性能:在霜晶形成过程中,PP/GP表面微/亚微/纳米结构、PP/GP表面微纳结构与PP/GP表面纳米结构表面均能使液滴悬浮于表面,但PP/GP微纳结构表面的冷凝液滴尺寸小且分布密度高,说明冷凝液滴在微纳结构表面的迁移率相对低一些;与PP/GP光滑平面对比,PP/GP表面纳米结构的结霜完成时间延长了40 s,PP/GP表面微纳结构的结霜完成时间延长了99 s,PP/GP表面微/亚微/纳米结构的结霜完成时间延长了162 s;说明在抗结霜方面,PP/GP表面微/亚微/纳米结构>PP/GP表面微纳结构>PP/GP表面纳米结构>PP/GP光滑平面。