透明硬质涂层广泛应用于电子显示、光学器件、汽车玻璃和建筑材料等领域。紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂层具有固化快速、透明性好和附着力强等优点，但其有机基体硬度有限、表面能较高，难以同时满足耐刮擦、高透明度和抗污要求。

针对这一问题，本文受“种子扎根”启发，提出“纳米粒子在表面扎根”的结构设计策略。研究通过可控溶胶-凝胶法制备同时含有甲基丙烯酸酯基团和全氟烷基基团的双功能化纳米二氧化硅(FM_xSiO₂)，并将其引入UV固化PUA体系。其中，甲基丙烯酸酯基团参与光固化交联，增强纳米粒子与聚合物网络的界面结合；全氟烷基基团促进纳米粒子向表面迁移，形成低表面能功能层。

结果表明，优化后的PUA/FM₅SiO₂杂化涂层在添加5 wt%FM₅SiO₂时表现出优异综合性能：在耐刮擦性能方面，纯PUA涂层循环摩擦3次(CS-8橡皮，150 g负载)后即出现明显划痕，而PUA/FM₅SiO₂-5wt%涂层经9次摩擦后仍完好无损。在抗污性能方面，油性记号笔墨水在PUA/FM₅SiO₂-5wt%涂层表面明显收缩、难以润湿且可用擦镜纸可轻松擦除，而纯PUA涂层笔迹几乎不收缩且极难擦除。此外，在30°倾斜角下，PUA/FM₅SiO₂-5wt%涂层表面粉尘在水滴驱动下仅需1.1 s即可完全清除，远优于纯PUA涂层(42 s)及裸玻璃(无法清除)。透明度方面，PUA/FM₅SiO₂-5wt%涂层在600-800 nm波长内保持了约97%的高透过率。AFM、XPS、SEM-EDX、ATR-FTIR和中子反射等结果进一步证明，FM_xSiO₂纳米粒子可在涂层表面富集，并通过共价交联“扎根”于聚合物网络中，从而构筑兼具无机增强、低表面能和高界面稳定性的有机-无机复合表面。

该研究表明，通过协同调控纳米粒子的表面迁移和界面交联行为，可以在保持高透明性的同时提升UV固化PUA涂层的力学强度、耐刮擦性能和抗污自清洁能力，为高性能透明防护涂层的制备提供了一种简便、可扩展的设计思路。

以上研究工作以“Enhanced physical properties of UV-cured transparent PUA coating based on a ‘nanoparticle take root on surface’ strategy by dual-functionalized nano-silica”为题，发表在期刊Progress in Organic Coatings（DOI：10.1016/j.porgcoat.2026.110363）。课题组苏泰考为第一作者，王新平教授、殷好勇副教授、汪玲高级实验师和周娴婧副教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委22173081、22161160317项目的资助，以及中国散裂中子源(CSNS)(https://cstr.cn/31113.02. CSNS)多功能反射仪的工作人员，在数据采集与分析过程中提供了技术支持与协助。

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原文链接：https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2026.110363