更新(xīn)時間: 2020-09-25
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超疏水表面通常是指材料與水的接觸角超過150°的表面，對水有(yǒu)極大的排斥力，在自清潔、防結冰、抗腐蝕等方面具(jù)有(yǒu)廣闊的應用(yòng)前景。超疏水紡織品具(jù)有(yǒu)優異的防水、防污染、自清潔、耐久性等特性，被廣泛應用(yòng)于防護服、鞋、帳篷、睡袋等方面。
目前，制備超疏水紡織品主要有(yǒu) 2 類方法：一是模拟“荷葉原理(lǐ)”在表面構築微納粗糙結構；二是利用(yòng)低表面能(néng)物(wù)質(zhì)進行拒水整理(lǐ)，降低織物(wù)的臨界表面張力，達到疏水目的。低表面能(néng)化合物(wù)中(zhōng)，氟碳化合物(wù)具(jù)有(yǒu)非常優異的疏水性，但氟碳化合物(wù)具(jù)有(yǒu)一定的生物(wù)累積性, 危害生态環境, 且價格昂貴。依據Wenzel 和 Cassie 理(lǐ)論，具(jù)有(yǒu)微納米結構的粗糙表面可(kě)實現表觀接觸角的增大，從而有(yǒu)利于材料表面疏水性的提高，因此，通過在材料表面引入價廉的無機納米材料，使織物(wù)表面的表觀結構尺寸達到微納米級、粗糙化是提高織物(wù)疏水性的有(yǒu)效途徑之一。
納米 SiO2 是目前在構建超疏水表面微納米粗糙結構方面應用(yòng)較多(duō)的無機材料，采用(yòng)納米 SiO2 對織物(wù)進行疏水整理(lǐ)也是近年來的研究熱點。
經過矽溶膠整理(lǐ)的織物(wù)表面有(yǒu)明顯的顆粒凸起，納米 SiO2 球型顆粒明顯，納米 SiO2 顆粒附着于棉織物(wù)表面、包覆在纖維表面，可(kě)以顯著提升棉織物(wù)表面粗糙度。依據 Cassie 模型，當微納結構化粗糙表面的結構尺度小(xiǎo)于表面液滴的尺度，表觀上的液固接觸面由固體(tǐ)和氣體(tǐ)共同組成，固體(tǐ)的面積越小(xiǎo)，粗糙表面的表觀接觸角越大，因此，微納化的 SiO2 顆粒在織物(wù)表面的分(fēn)布使得液滴可(kě)接觸的固體(tǐ)面積比未整理(lǐ)織物(wù)表面小(xiǎo)，從而提高了棉織物(wù)疏水效果。SiO2負載滌綸織物(wù)表面也存在大量的SiO2顆粒，使滌綸織物(wù)表面粗糙度提升，且矽溶膠在滌綸纖維之間形成了氣孔形态，更有(yǒu)利于織物(wù)疏水性的提高。
将納米 SiO2 整理(lǐ)到織物(wù)上的過程受諸多(duō)因素的影響，過程因素的良好控制是實現應用(yòng)價廉的矽溶膠和簡單可(kě)行的工(gōng)藝對織物(wù)進行超疏水整理(lǐ)的重要途徑。整理(lǐ)後棉織物(wù)物(wù)理(lǐ)性能(néng)較好。棉織物(wù)經疏水整理(lǐ)後經向和緯向斷裂強力略有(yǒu)上升，可(kě)能(néng)是因為(wèi)矽溶膠在織物(wù)表面成膜，對纖維有(yǒu)加固作(zuò)用(yòng)，同時處理(lǐ)過程中(zhōng)織物(wù)在經緯向上都發生收縮，導緻單位截面上承受拉伸作(zuò)用(yòng)的纖維數量增加。透氣性有(yǒu)一定程度下降，主要是因為(wèi)納米 SiO2 顆粒不僅沉積在纖維表面，也填補了纖維之間的空隙，從而影響織物(wù)的透氣性。此外，疏水整理(lǐ)後織物(wù)白度值略有(yǒu)上升，這是由于SiO2 固體(tǐ)為(wèi)白色。
