基于溶膠-凝膠技術(shù)的織物表面改性與超疏水性能研究.pdf

1、超疏水織物因其具有良好的自清潔、抗污抑菌和防水等優(yōu)良性能，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)學(xué)以及人們?nèi)粘Ｉ畹阮I(lǐng)域具有極其廣泛的應(yīng)用前景，深受人們的關(guān)注?？椢锉砻娴某杷阅苁怯杀砻娲植诙群捅砻孀杂赡軆烧吖餐瑳Q定的，但是目前在織物表面構(gòu)造微納米多級復(fù)合結(jié)構(gòu)的方法較為復(fù)雜且不易工業(yè)化生產(chǎn)，如何簡單有效地在織物表面構(gòu)造微納米多級復(fù)合結(jié)構(gòu)成為織物后整理領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)；同時目前大多使用含有長氟碳鏈的化合物整理織物表面以得到低表面自由能，但是含氟化學(xué)物難

2、以生物降解，對環(huán)境和人體健康造成潛在的危害，因此，使用環(huán)境友好型的整理劑制備超疏水織物迫在眉睫。同時毛滌面料的超疏水改性的研究和報道還相對較少。
　　本課題是利用簡單預(yù)處理手段對毛滌織物和棉織物進(jìn)行活化，然后通過兩種不同粒徑的溶膠整理到織物表面，并使用含長鏈烷烴的硅烷修飾織物表面，制備得到了具有良好超疏水性的織物。本文研究內(nèi)容為超疏水織物的工業(yè)化生產(chǎn)奠定一定的基礎(chǔ)。課題的創(chuàng)新點(diǎn)在于通過兩種不同粒徑的溶膠整理獲得有效的微納米多級復(fù)合

3、結(jié)構(gòu)，同時利用簡單有效的預(yù)處理手段活化織物表面提高了納米顆粒覆蓋率，使織物具有更加突出的疏水效果。
　　本文首先以正硅酸乙酯為前驅(qū)物，探索不同的組分和工藝條件對SiO2顆粒大小和分布的影響，并將制備的粒徑為100nm左右的SiO2溶膠整理到織物上，之后用含長鏈烷烴的硅烷整理，最后在毛滌織物和棉織物上構(gòu)造疏水涂層，并對相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明棉織物的水接觸達(dá)到151.42±1.38°，毛織物的水接觸角為138.4±4.72°

4、，且通過掃描電子顯微鏡可以觀察到SiO2顆粒均勻整理到織物表面，整理后毛滌織物和棉織物的物理機(jī)械性能保持良好，但是透氣性略有下降。
　　本文還探索制備了粒徑為900nm左右的SiO2溶膠，然后將900nm和100nm兩種溶膠兩步整理到織物上，制備了超疏水織物。研究結(jié)果表明經(jīng)過兩種溶膠整理后織物的水接觸角明顯高于一種溶膠整理后的織物，其中棉織物接觸角為157±1.8°，毛滌織物接觸角為148±1.8°。通過 XPS、紅外光譜和熱重分

5、析可以說明溶膠整理到織物上；通過環(huán)境掃描電子顯微鏡、發(fā)射電子顯微鏡和原子力顯微鏡觀察到 SiO2顆粒均勻整理到織物表面，且在織物表面構(gòu)造的微納米多級復(fù)合結(jié)構(gòu)。
　　此外，為了進(jìn)一步改善羊毛織物的疏水性，本文也探索通過雙氧水氧化和紫外照射活化毛滌織物的方法。通過正交試驗得到最優(yōu)織物預(yù)處理方案為：5％雙氧水氧化，100W紫外光照射10min。經(jīng)過最優(yōu)預(yù)處理方案的織物的靜態(tài)接觸角為150.1±1.13°，達(dá)到超疏水效果。經(jīng)過Allw?r