棉織物超疏水表面的仿生制備與表征.pdf

1、隨著微納米技術(shù)的快速發(fā)展，人們對自然界材料的微觀結(jié)構(gòu)有了更深的認(rèn)識，同時人們也正試圖尋求方法來仿生制備這些材料。對于功能表面的不斷需求，例如超疏水表面，也正促使著人們研究自然界超疏水的物理、化學(xué)機(jī)理。超疏水表面已經(jīng)引起了人們在基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用方面的巨大興趣。
　　 近年來，隨著休閑和運動服飾的市場需求不斷擴(kuò)大，對超疏水紡織物的需要也不斷增加。棉織物由于柔軟、舒適、溫暖、生物降解和低成本等特點已經(jīng)成為人們的主要服飾布料，然而棉織

2、物帶有的大量-OH基團(tuán)使織物易被潤濕和污染，因此要求對綿織物進(jìn)行額外的處理賦予棉織物超疏水和自清潔的性質(zhì)。本文我們以無機(jī)-有機(jī)雜化材料為原料，通過溶膠-凝膠法和自組裝制備了超疏水的棉織物。
　　 具體研究內(nèi)容為：
　　 (1)本文采用先浸軋二氧化硅溶膠，再將含氟硅氧烷自組裝到棉織物上，成功制備了具有超疏水性能的棉織物。通過控制催化劑的用量和反應(yīng)時間制備了不同粒徑的二氧化硅溶膠。實驗結(jié)果表明：整理的棉織物顯示超疏水性，與水

3、的接觸角最高達(dá)155°。利用掃描電子顯微鏡觀察了二氧化硅溶膠整理前后棉織物的表面形態(tài)。
　　 (2)本章利用濕化學(xué)方法以及隨后的脂肪酸(C8～C18)改性處理在棉織物基底上構(gòu)筑了超疏水的ZnO納米棒的薄膜。最終得到的棉織物分別用掃描電鏡、EDS光譜、X射線衍射、紅外光譜進(jìn)行表征，并用接觸角測試儀研究了棉織物的潤濕性能。考察了ZnO形貌、不同碳鏈長度的脂肪酸以及預(yù)潤濕時間對靜態(tài)接觸角的影響，結(jié)果得出：用硬脂酸改性處理的棉織物的疏水

4、性最好，6μL水珠的接觸角可達(dá)163°，可見合適的表面粗糙度和較低的表面能在制備超疏水表面時都起到重要的作用。
　　 (3)拒水性和抗紫外是紡織物的重要特性。本章中的棉織物先用CeO溶膠處理再用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G502B)疏水改性，得到的最終棉織物分別用掃描電子顯微鏡、EDS光譜、X射線衍射、紅外光譜、接觸角測定儀以及紫外可見光譜進(jìn)行測試。實驗獲得的改性棉織物不僅有牢固的疏水性，水滴的靜態(tài)接觸角達(dá)到158°，滾動角為