基于雜化納米SiO2水溶膠構(gòu)筑紡織品超疏水表面.pdf

1、東華大學(xué)博士學(xué)位論文基于雜化納米SiO2水溶膠構(gòu)筑紡織品超疏水表面姓名：徐麗慧申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：紡織化學(xué)與染整工程指導(dǎo)教師：蔡再生201112東華大學(xué)博士學(xué)位論文水滴與織物接觸時(shí)形成了固、氣、液三相共存復(fù)合接觸界面，通過有機(jī)相降低織物表面能和無機(jī)相構(gòu)造微觀粗糙結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了超疏水效果。甲基化納米Si02水溶膠兩步法制備超疏水棉織物。以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)為前驅(qū)體，氨水為催化劑，在表面活性劑作用下制備了甲基化納米Si

2、02(MSi02)水溶膠，討論了影響MSi02粒徑及分布的主要因素，制備的MSi02粒子呈球形，單散性較好。采用兩步法無氟整理技術(shù)，即先采用MSi02水溶膠在棉織物上構(gòu)筑微觀粗糙度，再經(jīng)十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)改性修飾后，制備了超疏水棉織物，其水接觸角達(dá)到1519。，滾動(dòng)角為13。，但沾水等級僅為70，耐久性較差。研究發(fā)現(xiàn)，MSi02粒子的尺寸分布均勻有利于提高疏水性能，SEM、SPM、XPS、TG分析表明，具有較低表面能的H

3、DTMS在表面固著納米Si02的粗糙棉纖維上自組裝，大量空氣被嵌在織物表面的粗糙結(jié)構(gòu)縫隙間，使與織物接觸的水滴呈懸浮狀態(tài)，易在表面滾動(dòng)，達(dá)到了超疏水效果。改性納米Si02水溶膠一步法制備超疏水棉織物。在無醇溶膠凝膠體系中，以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)為前驅(qū)體，氨水為催化劑，在表面活性劑作用下，制備了改性納米Si02水溶膠，并對棉織物進(jìn)行一步法浸軋整理，制備了超疏水棉織物。該織物的水接觸角為15210

4、，滾動(dòng)角為80，沾水等級達(dá)到100。研究發(fā)現(xiàn)，改性Si02粒子的尺寸均一有利于改善疏水性能，SEM、SPM、XPS、TG分析表明，一步法整理在棉織物表面同時(shí)引入了低表面能物質(zhì)和微觀粗糙結(jié)構(gòu)，粗糙結(jié)構(gòu)間空氣墊的存在使水滴和粗糙表面的頂端接觸，因而整理的織物具有優(yōu)異的超疏水性能。與兩步法超疏水整理工藝相比，一步法整理工藝具有工藝簡單、節(jié)省原料、動(dòng)態(tài)疏水性能更佳、耐久性更好的優(yōu)點(diǎn)，但耐久性仍需進(jìn)一步改善。為此，在改性納米Si02水溶膠形成過程