仿生超疏水织物

1、仿生超疏水织物01WHERE02WHEN03WHAT04HOW超疏水纺织材料具有防水、防污和自清洁等特性，可广泛应用于工业防水布、医用材料、防护服和自清洁材料等领域，成为当前功能性纺织材料的研究热点之一。外表能是影响材料外表润湿性能的内在因素，它主要取决于材料外表的组成元素。单独的只在外表修饰低外表能的物质，只能在一定程度上进步材料的疏水性，但很难到达超疏水的要求。01WHERE02WHEN03WHAT04HOW自然界中存在着许多超疏水现象，比方荷叶是由纤维素、叶绿素和淀粉等多糖类碳水化合物组成的，含有大量的羟基和亚氨基，本应极易吸附水分和污垢，但荷叶却能一直保持清洁状态，具有“自清洁效应。通

2、过对荷叶的微观构造和外表元素分析，研究者发现荷叶外表具有一层低外表能的长链烯烃类物质，且外表由具有微纳米复合构造的乳突规整排列而成，这是促使荷叶到达超疏水性能的主要原因。与荷叶相似却又有所不同的玫瑰花瓣也具有疏水性能，它的凸起较荷叶略大些，在20 m左右，但玫瑰上的水滴会被结实地粘附在外表，凸起的排列形状和密度也有所不同。学者认为，正是外表微纳米构造的差异使得它们和水之间的接触状态改变，从而造成粘滞力不同。 01WHERE02WHEN03WHAT04HOW超疏水技术是将物理与化学方法相结合，既构成微纳米级粗糙外表，又降低织物的外表能。通常用接触角来表征静止状态下固体外表是否能被液体润湿，当接触

3、角小于90时，该固体外表为亲水外表；当接触角大于90时，那么为疏水外表。而超疏水外表是指固体外表对水的静态接触角在150以上并且滚动角小于10的外表。 超疏水机理01WHERE02WHEN03WHAT04HOW1 溶胶-凝胶法溶胶凝胶法是在织物外表构造适宜的粗糙构造，然后通过分子价键连接上低外表能的物质，从而获得超疏水的外表。溶胶凝胶法可以在大气中进展，成分容易控制，工艺简单，可以实现分子程度上的均匀掺杂。RAO等以甲基三甲氧基硅烷为前体，制备了具有微构造的二氧化硅超疏水涂层，测得的接触角高达155。时银龙以FSiPA乳液为成膜剂，采用碱催化溶胶凝胶法制备了具有微纳米粗糙构造的SiO2/FSi

4、PA超疏水杂化涂层，所制涂层外表具有良好的成膜性，其外表的水接触角为154。 仿生超疏水外表的构筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW2 刻蚀法 刻蚀法是有选择地去除外表材料、赋予外表粗糙构造的方法，可分为等离子体刻蚀、激光刻蚀和化学刻蚀。李立名在常压条件下，以空气和少量氩气为气氛，四甲基四乙烯基环四硅氧烷D4V和三氟丙基甲基环三硅氧烷D3F为单体，利用常压等离子体在涤纶外表成功构建性能优良的超疏水外表。张平对涤纶进展碱刻蚀，使其外表产生“坑穴状纳米构造，进步织物外表微观粗糙度，然后采用烷基硅烷对涤纶织物进展无溶剂法改性，制备的超疏水纺织品与水的接触角大于150，且稳定性良好。

5、 仿生超疏水外表的构筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW3.外表沉积法 沉积法是将原材料通过物理或化学的方法沉积在织物外表，从而形成粗糙构造。该方法可通过气相沉积、电化学沉积、水热法、层层组装等方式来实现。卢永华将蔗糖脂肪酸酯在涤纶外表进展纳米半镶嵌，使得涤纶外表变得粗糙，醋酸酐对涤纶外表的蔗糖环羟基的乙酰化，降低了涤纶外表的外表能，获得的改性涤纶织物接触角从105.1进步到了163.4,水滴滚落角从41.5降至7.0。同时，织物具有良好的耐洗、耐磨性能。 仿生超疏水外表的构筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW4.溶剂-非溶剂法 溶剂非溶剂法是一种简单的构筑

6、粗糙构造的超疏水外表的方法，它根据溶解度原理，将液相沉积技术与外表包覆技术相结合。在制备超疏水织物时，将聚合物溶解在按一定比例混合的溶剂与非溶剂的混合溶液中，然后在基体上滴加非溶剂，在一定温度下使溶剂蒸发，获得类似凝胶状的多孔外表，从而使得织物获得超疏水性能。 杨艳丽等以对二甲苯为溶剂、 2丁酮为非溶剂，制备了具有超疏水性的聚丙烯PP微孔膜；通过讨论工艺条件对微孔膜疏水性能的影响规律，在该超疏水微孔膜成功制备的根底上，设定两种不同的整理方案，对棉织物进展整理，经过整理后的棉织物与水的接触角可到达155。 仿生超疏水外表的构筑方法01WHERE02WHEN03WHAT04HOW1.超疏水棉织物

7、姚盼盼等以AlNO33和NaAlO2为原料，用微波加热反响生成Al2O3，并处理到棉织物上使其产生粗糙外表，再用硬脂酸整理织物，赋予织物超疏水性能。2.超疏水涤纶织物 李倩等利用NaOH对涤纶织物进展化学刻蚀形成粗糙外表，再采用十六烷基三甲氧基硅烷进展低外表能修饰，获得接触角为151.62、滚动角为10的超疏水涤纶织物。 仿生超疏水整理在纺织领域的应用现状01WHERE02WHEN03WHAT04HOW3.超疏水羊毛织物 刘军将制备的粒径为100 nm左右的SiO2溶胶整理到织物上，之后用含长链烷烃的硅烷整理，再在毛涤织物上构造疏水涂层，获得的毛织物水接触角为138.44.72，测试说明SiO

8、2颗粒均匀整理到织物外表，且织物物理机械性能保持良好，但透气性略有下降。 4.超疏水蚕丝织物 卢欣旸等采用甲基丙烯酸十四烷基酯TMA对蚕丝进展疏水自修复处理，利用其疏水长链烷基酯在高温下可向外表迁移的性质，制备出具有自修复疏水功能的蚕丝织物。实验获得的织物接触角可达135，接枝真丝在分别经历8230次摩擦、 50次洗涤和10次自修复后仍然具有良好的疏水性能。 仿生超疏水整理在纺织领域的应用现状01WHERE02WHEN03WHAT04HOW纺织品功能化是开展主流，而超疏水改性是功能性纺织品研究的重要方向之一。如何利用各种技术制备仿生超疏水外表在研究和工业消费中都具有重大意义。构造微纳米粗糙外表、