棉织物超疏水表面仿生制备与表征论文.pdf

摘要摘要随着微纳米技术的快速发展,人们对自然界材料的微观结构有了更深的认识,同时人们也正试图寻求方法来仿生制备这些材料。对于功能表面的不断需求, 例如超疏水表面,也正促使着人们研究自然界超疏水的物理、化学机理。超疏水表面已经引起了人们在基础研究和实际应用方面的巨大兴趣。近年来,随着休闲和运动服饰的市场需求不断扩大,对超疏水纺织物的需要也不断增加。棉织物由于柔软、舒适、温暖、生物降解和低成本等特点已经成为人们的主要服饰布料,, 因此要求对绵织物进行额外的处理赋予棉织物超疏水和自清洁的性质。,。具体研究内容为: (1)本文采用先浸$1,--氧化硅溶胶,再将含氟硅氧烷自组装到棉织物上,成功制备了具有超疏水性能的棉织物。通过控制催化剂的用量和反应时间制备了不同粒径的二氧化硅溶胶。实验结果表明:整理的棉织物显示超疏水性,与水的接触角最高达1550。利用扫描电子显微镜观察了二氧化硅溶胶整理前后棉织物的表面形态。(2)本章利用湿化学方法以及随后的脂肪酸(C8,-C18)改性处理在棉织物基底上构筑了超疏水的ZnO纳米棒的薄膜。最终得到的棉织物分别用扫描电镜、 EDS光谱、X射线衍射、红外光谱进行表征,并用接触角测试仪研究了棉织物的润湿性能。考察了ZnO形貌、不同碳链长度的脂肪酸以及预润湿时间对静态接触角的影响,结果得出:用硬脂酸改性处理的棉织物的疏水性最好,雏L水珠的接触角可达1630,可见合适的表面粗糙度和较低的表面能在制备超疏水表面时都起到重要的作用。(3)拒水性和抗紫外是纺织物的重要特性。本章中的棉织物先用Ce02溶胶处理再用十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(G502B)疏水改性,得到的最终棉织物分别用扫描电子显微镜、EDS光谱、X射线衍射、红外光谱、接触角测定仪以及紫外可见光谱进行测试。实验获得的改性棉织物不仅有牢固的疏水性,水滴的甥㈣Ⅵ棉织物超疏水表面的仿生制备与表征静态接触角达到1580,滚动角为140,而且由于Ce02纳米粒子的引入赋予了织物很好的抗紫外作用。关键词:超疏水性,棉织物,接触角,纳米粒子,粗糙度 H Abstract Abstract With the rapid developments ofmicro/nano-technologies,people have learned much about microstructures from natural materials,and aretrying tofind out approaches tomimic demands of tailoredsurfaces,such as superhydrophobic surface,also motivate people toexplore thephysical and chemical mechanisms ofsuperhydrophobicity surface hasattractedtremendous interest inbothfundamental researches and practical applications. Recently,as markets inleisureand outdoor sporting textileshave been expanded, theneeds forsuperhydrophobic fabricshavecontinuously has always beentheprincipal clothing fabric dueto itsattractivecharacteristics suchas fort,warmness,biodegradation,and ,the abundant water-absorbing hydroxyl groups on cotton surfacesmake thefabricsabsorbent and easily ,additional finishes arerequired toimpart superhydrophobicity andself-cleaning properties on cotton ,we preparedsuperhydrophobic cotton fabricsbysol-gel meth