仿生超疏水織物

1、仿生超疏水織物01WHERE02WHEN03WHAT04HOW超疏水紡織材料具有防水、防污和自清潔等特性，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)防水布、醫(yī)用材料、防護(hù)服和自清潔材料等領(lǐng)域，成為當(dāng)前功能性紡織材料的研究熱點(diǎn)之一。外表能是影響材料外表潤(rùn)濕性能的內(nèi)在因素，它主要取決于材料外表的組成元素。單獨(dú)的只在外表修飾低外表能的物質(zhì)，只能在一定程度上進(jìn)步材料的疏水性，但很難到達(dá)超疏水的要求。01WHERE02WHEN03WHAT04HOW自然界中存在著許多超疏水現(xiàn)象，比方荷葉是由纖維素、葉綠素和淀粉等多糖類碳水化合物組成的，含有大量的羥基和亞氨基，本應(yīng)極易吸附水分和污垢，但荷葉卻能一直保持清潔狀態(tài)，具有“自清潔效應(yīng)。通

2、過對(duì)荷葉的微觀構(gòu)造和外表元素分析，研究者發(fā)現(xiàn)荷葉外表具有一層低外表能的長(zhǎng)鏈烯烴類物質(zhì)，且外表由具有微納米復(fù)合構(gòu)造的乳突規(guī)整排列而成，這是促使荷葉到達(dá)超疏水性能的主要原因。與荷葉相似卻又有所不同的玫瑰花瓣也具有疏水性能，它的凸起較荷葉略大些，在20 m左右，但玫瑰上的水滴會(huì)被結(jié)實(shí)地粘附在外表，凸起的排列形狀和密度也有所不同。學(xué)者認(rèn)為，正是外表微納米構(gòu)造的差異使得它們和水之間的接觸狀態(tài)改變，從而造成粘滯力不同。 01WHERE02WHEN03WHAT04HOW超疏水技術(shù)是將物理與化學(xué)方法相結(jié)合，既構(gòu)成微納米級(jí)粗糙外表，又降低織物的外表能。通常用接觸角來表征靜止?fàn)顟B(tài)下固體外表是否能被液體潤(rùn)濕，當(dāng)接觸

3、角小于90時(shí)，該固體外表為親水外表；當(dāng)接觸角大于90時(shí)，那么為疏水外表。而超疏水外表是指固體外表對(duì)水的靜態(tài)接觸角在150以上并且滾動(dòng)角小于10的外表。 超疏水機(jī)理01WHERE02WHEN03WHAT04HOW1 溶膠-凝膠法溶膠凝膠法是在織物外表構(gòu)造適宜的粗糙構(gòu)造，然后通過分子價(jià)鍵連接上低外表能的物質(zhì)，從而獲得超疏水的外表。溶膠凝膠法可以在大氣中進(jìn)展，成分容易控制，工藝簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)分子程度上的均勻摻雜。RAO等以甲基三甲氧基硅烷為前體，制備了具有微構(gòu)造的二氧化硅超疏水涂層，測(cè)得的接觸角高達(dá)155。時(shí)銀龍以FSiPA乳液為成膜劑，采用堿催化溶膠凝膠法制備了具有微納米粗糙構(gòu)造的SiO2/FSi

4、PA超疏水雜化涂層，所制涂層外表具有良好的成膜性，其外表的水接觸角為154。 仿生超疏水外表的構(gòu)筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW2 刻蝕法 刻蝕法是有選擇地去除外表材料、賦予外表粗糙構(gòu)造的方法，可分為等離子體刻蝕、激光刻蝕和化學(xué)刻蝕。李立名在常壓條件下，以空氣和少量氬氣為氣氛，四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷D4V和三氟丙基甲基環(huán)三硅氧烷D3F為單體，利用常壓等離子體在滌綸外表成功構(gòu)建性能優(yōu)良的超疏水外表。張平對(duì)滌綸進(jìn)展堿刻蝕，使其外表產(chǎn)生“坑穴狀納米構(gòu)造，進(jìn)步織物外表微觀粗糙度，然后采用烷基硅烷對(duì)滌綸織物進(jìn)展無(wú)溶劑法改性，制備的超疏水紡織品與水的接觸角大于150，且穩(wěn)定性良好。

5、 仿生超疏水外表的構(gòu)筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW3.外表沉積法 沉積法是將原材料通過物理或化學(xué)的方法沉積在織物外表，從而形成粗糙構(gòu)造。該方法可通過氣相沉積、電化學(xué)沉積、水熱法、層層組裝等方式來實(shí)現(xiàn)。盧永華將蔗糖脂肪酸酯在滌綸外表進(jìn)展納米半鑲嵌，使得滌綸外表變得粗糙，醋酸酐對(duì)滌綸外表的蔗糖環(huán)羥基的乙?；档土藴炀]外表的外表能，獲得的改性滌綸織物接觸角從105.1進(jìn)步到了163.4,水滴滾落角從41.5降至7.0。同時(shí)，織物具有良好的耐洗、耐磨性能。 仿生超疏水外表的構(gòu)筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW4.溶劑-非溶劑法 溶劑非溶劑法是一種簡(jiǎn)單的構(gòu)筑

6、粗糙構(gòu)造的超疏水外表的方法，它根據(jù)溶解度原理，將液相沉積技術(shù)與外表包覆技術(shù)相結(jié)合。在制備超疏水織物時(shí)，將聚合物溶解在按一定比例混合的溶劑與非溶劑的混合溶液中，然后在基體上滴加非溶劑，在一定溫度下使溶劑蒸發(fā)，獲得類似凝膠狀的多孔外表，從而使得織物獲得超疏水性能。 楊艷麗等以對(duì)二甲苯為溶劑、 2丁酮為非溶劑，制備了具有超疏水性的聚丙烯PP微孔膜；通過討論工藝條件對(duì)微孔膜疏水性能的影響規(guī)律，在該超疏水微孔膜成功制備的根底上，設(shè)定兩種不同的整理方案，對(duì)棉織物進(jìn)展整理，經(jīng)過整理后的棉織物與水的接觸角可到達(dá)155。 仿生超疏水外表的構(gòu)筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW1.超疏水棉織物

7、姚盼盼等以AlNO33和NaAlO2為原料，用微波加熱反響生成Al2O3，并處理到棉織物上使其產(chǎn)生粗糙外表，再用硬脂酸整理織物，賦予織物超疏水性能。2.超疏水滌綸織物 李倩等利用NaOH對(duì)滌綸織物進(jìn)展化學(xué)刻蝕形成粗糙外表，再采用十六烷基三甲氧基硅烷進(jìn)展低外表能修飾，獲得接觸角為151.62、滾動(dòng)角為10的超疏水滌綸織物。 仿生超疏水整理在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀01WHERE02WHEN03WHAT04HOW3.超疏水羊毛織物 劉軍將制備的粒徑為100 nm左右的SiO2溶膠整理到織物上，之后用含長(zhǎng)鏈烷烴的硅烷整理，再在毛滌織物上構(gòu)造疏水涂層，獲得的毛織物水接觸角為138.44.72，測(cè)試說明SiO

8、2顆粒均勻整理到織物外表，且織物物理機(jī)械性能保持良好，但透氣性略有下降。 4.超疏水蠶絲織物 盧欣旸等采用甲基丙烯酸十四烷基酯TMA對(duì)蠶絲進(jìn)展疏水自修復(fù)處理，利用其疏水長(zhǎng)鏈烷基酯在高溫下可向外表遷移的性質(zhì)，制備出具有自修復(fù)疏水功能的蠶絲織物。實(shí)驗(yàn)獲得的織物接觸角可達(dá)135，接枝真絲在分別經(jīng)歷8230次摩擦、 50次洗滌和10次自修復(fù)后仍然具有良好的疏水性能。 仿生超疏水整理在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀01WHERE02WHEN03WHAT04HOW紡織品功能化是開展主流，而超疏水改性是功能性紡織品研究的重要方向之一。如何利用各種技術(shù)制備仿生超疏水外表在研究和工業(yè)消費(fèi)中都具有重大意義。構(gòu)造微納米粗糙外表、