本研究采用便捷高效的方法用MA-POSS（甲基丙烯酸酯基笼状倍半硅氧烷）、MP-POSS（(3-巯丙基)笼状倍半硅氧烷）和TFOA（十三氟辛基丙烯酸酯）制备了一种性能可调、硬度高、柔韧性好、高透明度的功能性涂层，有望用于下一代折叠显示屏上。通过控制引发剂用量、紫外辐射剂量以及两种POSS组分比例，可实现更宽范围内涂层硬度和模量的调节。涂层在波长550 nm处透光率超过95 %，硬度与弹性模量比H/E达0.15，铅笔硬度超过9H。涂覆于50μm PET薄膜基材上，90μm涂层可承受钢丝绒在8 kPa压力下1000次循环磨损，且能在0.8 mm半径下弯曲1000次而不损坏。硫原子的引入使得涂层介电常数从3.02提高到3.46。TFOA改性涂层可在不降低其他性能的基础上赋予其优异的表面疏水和疏油性能。
Scheme 1. (a)MA-POSS和MP-POSS的合成过程；(b)交联网络杂化涂层的制备路线。
Figure 1. 2024.6 mJ/cm2 UV辐照量下不同BAPO含量的MA1.00MP涂层固化过程中的(a)FTIR光谱和(b)甲基丙烯酸甲酯转化率。(c)甲基丙烯酸酯转化率和(d)铅笔硬度等级随甲基丙烯酸酯-巯基比(MA1.00-2.00MP)和UV辐照量的变化。1012.3 mJ/cm2 UV辐照量下 (e)涂层无机物含量、铅笔硬度等级，(f)甲基丙烯酸酯转化率随甲基丙烯酸酯-硫醇比例(MA1.00-2.00MP)的变化关系。
Figure 2. (a)涂层厚度为200 μm的MA1.00~2.00MP涂层的代表性纳米压痕载荷-位移曲线，(b)H/E值和(c)弹性回复率，(d)弹性模量和硬度(由纳米压痕结果计算得到)。
Figure 3. (a)MA1.00-2.00MP涂层的透射光谱和(b)雾度值。MA1.25MP涂层的原子力显微镜(AFM) (c)高度图和(d)相图。
Figure 4. 对比MA1.25MP涂覆(90 μm) PET薄膜(50 μm)和未涂覆PET薄膜在8 kPa压力下(a)透明度、(b)雾度、(c)水接触角的变化，以及1000次钢丝绒磨损实验后的(d)物理图像、(e)光学显微镜图像和SEM图像。(f)最小弯曲半径和(g)循环折叠测试的过程图像。PET薄膜上(h) 90 μm和(i) 40 μm厚MA1.25MP涂层的循环弯曲测试。
Figure 5. PET薄膜、MA1.25MP涂层和PET的MA1.25MP涂覆薄膜的(a)介电常数和(b)介电损耗。
Figure 6. (a)MA1.25MP涂层表面功能化制备MA1.25MP-g-F涂层示意图。(b) MA1.25MP和(c) MA1.25MP-g-F涂层的表面润湿行为，水滴用亚甲基蓝染色，十六烷液滴用油红染色。(d)水滴、(e)十六烷液滴和(f)二碘甲烷液滴在PET薄膜、MA1.25MP涂层和MA1.25MP-g-F涂层上的接触角随时间的变化，以及这些材料在t=0 s和1200 s时的(g)表面能。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsapm.4c01049
原文始发于微信公众号（材料前沿及应用）：ACS Appl. Polym. Mater | 合理设计用于折叠显示屏的高硬度、优异柔韧性的多功能透明POSS涂层
