改性SiO2復合溶膠的制備及棉織物超疏水表面的構(gòu)筑研究.pdf

1、隨著紡織工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們的紡織服裝穿著理念也發(fā)生了重大變化，對紡織品的質(zhì)量要求也越來越高，特別是對環(huán)保和功能型紡織品尤為青睞。近年來，納米SiO2被廣泛應(yīng)用于構(gòu)筑紡織品超疏水表面，但由于納米SiO2與織物之間主要是通過物理吸附的方式結(jié)合，織物經(jīng)過多次水洗后，附著在織物表面的納米SiO2易脫落，使織物的耐水洗牢度較差，從而限制了納米SiO2在紡織品上的應(yīng)用。故有必要增強納米 SiO2與織物間的結(jié)合力，提高無機納米材

2、料與織物的結(jié)合牢度，并開發(fā)具有耐洗性的超疏水功能紡織品具有重要意義。
　　針對這些問題，本文制備了改性 SiO2復合溶膠，對棉纖維檸檬酸改性，構(gòu)筑了棉織物耐久超疏水表面，并對整理織物的疏水性、耐久性、表面形貌等進行了分析。主要研究內(nèi)容如下：
　　一、采用溶膠-凝膠法制備氨基改性納米SiO2（A-SiO2）溶膠，并研究了γ-氨基丙基三甲氧基硅烷（APTMS）、正硅酸四乙酯（TEOS）濃度、氨水用量和反應(yīng)溫度對A-SiO2粒徑及

3、分布的影響，獲得了A-SiO2最佳的改性工藝，結(jié)果表明：當TEOS濃度為3％、APTMS濃度為2％、催化劑氨水用量為2mL、溫度為30℃條件下制備的A-SiO2平均粒徑為65.88nm，PDI為0.096，分布均勻，具有較好的分散性，且A-SiO2溶膠穩(wěn)定透明。紅外光譜（FT-IR）表明功能性官能團氨基成功引入到納米SiO2的大分子鏈中。
　　二、通過兩步法整理，即將棉織物先浸軋A-SiO2溶膠，再浸漬3%十六烷基三甲氧基硅烷（H

4、DTMS）醇溶液制備了疏水效果較好的棉織物，并探討各因素對整理后棉織物疏水效果的影響。結(jié)果表明：A-SiO2溶膠疏水整理后的棉織物接觸角150.36°，滾動角為12°，沾水等級為70，獲得了很好的疏水效果。由掃描電子顯微鏡（SEM）圖可知整理后棉纖維表面明顯覆蓋了許多顆粒狀物，構(gòu)成了織物表面的微納米結(jié)構(gòu)，具有超疏水性。通過分析各因素對整理后棉織物疏水效果的影響，可知 A-SiO2溶膠的粒徑分布越均一，PDI越小，疏水效果越好。隨低表面能

5、物質(zhì)HDTMS或硬脂酸濃度的增加，織物的疏水性總體上是提高的。整理工藝對疏水效果也有一定影響，當焙烘溫度為120℃，焙烘時間為60min時，即可獲得較好的疏水整理效果。經(jīng)剛?cè)嵝?、白度、斷裂強力測試，表明兩步法疏水整理對棉織物的各項物理機械性能影響較小。
　　三、為進一步提高棉織物與SiO2溶膠的結(jié)合牢度，利用檸檬酸對棉纖維進行表面改性，再在A-SiO2溶膠的基礎(chǔ)上用HDTMS對A-SiO2低表面能修飾，制備改性SiO2復合溶膠，最

6、后通過一步法整理，將檸檬酸改性棉織物浸軋改性SiO2復合溶膠，改性棉纖維表面的-OH、-COOH可以與改性硅溶膠粒子表面的-OH、-NH2發(fā)生共價結(jié)合，提高棉纖維與SiO2溶膠的結(jié)合牢度，從而使制備的超疏水性棉織物具有一定耐久性。結(jié)果表明：改性SiO2復合溶膠超疏水整理后的棉織物接觸角155.26°，滾動角為8°，沾水等級為100，具有超疏水性能，經(jīng)20次標準皂洗后，棉織物接觸角為143.37°，滾動角為25°，沾水等級為70，仍具有較