摘要
织物具有出众的力学特性，在各个行业都有着广泛的应用，随着社会生活水平的提高，多功能纺织品的市场需求在不断扩大，具有超疏水性的多功能纺织品已经应用于人们的实际生产和生活中。采用一种简易、经济实惠、环境友好的方法制备高质量、耐用性强的多功能超疏水织物，具有重要的研究意义。 目前超疏水织物的制备虽然有大量报道，但普遍还存在一些问题与不足，比如大面积制造超疏水表面存在工艺流程繁琐、制备成本高，使用含氟类硅烷价格昂贵且具有一定的毒性，易造成环境污染，超疏水表面粗糙结构容易失去超疏水性、大量使用有机溶剂环境不友好等问题。因此，本文采用快速高效的紫外光引发醇－烯点击反应一步法制备超疏水织物，通过功能化纳米粒子与聚二甲基硅氧烷交联化学作用制备得到耐久性优异的超疏水织物，以及在制备无氟水性化织物整理剂的基础上制备超疏水织物，探究了超疏水织物的表面形貌及元素组成，表面的润湿行为、环境稳定性等性质。具体研究内容如下： （1）为了快速高效制备得到无氟超疏水织物，通过高活性的甲基丙烯酸异氰酸酯和具有长链烷基的十八硫醇进行光点击反应，接枝在织物表面，制备得到一种无氟超疏水织物。通过接触角实验、“银镜”现象等证明了这种超疏水织物的成功制备，织物表面疏水角为158°。通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）及光电子能谱仪（XPS）等对织物的表面润湿性、表面形貌结构、表面粗糙度及元素结构进行了表征。对超疏水织物进行胶带剥离、砂纸磨损测试均能保持其超疏水性，超疏水ODT-IEM@fabric织物表面具有良好的力学稳定性能。此外，超疏水ODT-IEM@fabric织物具有良好的防污、自洁能力。 （2）为了提高织物表面超疏水耐久性，用功能化的纳米粒子和聚二甲基硅氧烷产生键合作用。通过四甲基二乙烯基二硅氮烷得到一种功能化的二氧化硅纳米粒子，再使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）填充乙烯基硅氮烷功能化二氧化硅纳米颗粒，成功制备了这种坚固耐久性的超疏水织物。通过接触角实验、“银镜”现象等证明了这种超疏水织物的成功制备，织物表面疏水角为158°。由于粒子与基材之间有化学作用力，所以制备的超疏水织物表面有良好的稳定性。它可以在砂纸至少80次的磨损、80次的胶带剥离测试，该织物表现出优异的稳定性，在紫外线辐射、砂磨和水冲击、胶带剥落和强碱/酸溶液处理后仍保持超疏水状态。此外，得到的超疏水织物被证明适用于防污和自清洁。 （3）为了从绿色环保角度出发制备超疏水织物，基于PDMS，利用表面活性制备得到水性化的无氟超疏水织物整理剂，通过浸涂的方式作用到织物表面，得到超疏水织物。通过优化控制乳化条件（乳化剂种类、乳化温度、乳化剂用量等）、施工条件（纳米SiO2/PDMS比值、干燥温度、干燥时间等）来优化织物整理剂的制备工艺。以浸涂的方式接枝到织物上，通过水接触角实验对改性织物表面润湿性能进行分析，测得水接触角为156.0°，证明了无氟超疏水织物整理剂的成功制备。对这种织物整理剂制备得到的超疏水织物和耐磨性等性能进行测试，超疏水织物能承受60次的砂纸磨损测试和80次的胶带剥离测试，均能保持其超疏水性，具有良好的机械稳定性能。通过实验证明，这种水性整理剂不仅能在织物获得超疏水性质，在其他基材如普通A4纸张、滤纸、聚氨酯海绵等上也能获得超疏水效果。
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