花生壳多孔碳基超疏水吸波棉织物的制备及性能

以废弃花生壳为原料,通过高温炭化和活化制备花生壳多孔生物质碳材料,并结合低表面能物质聚二甲基硅氧烷（PDMS）,制备超疏水吸波功能棉织物。采用场发射扫描电子显微镜（SEM）和接触角测量仪对样品形貌、结构及性能进行分析,并测试织物的拒水防污性能、自清洁性能以及吸波性能。结果表明,利用PDMS的交联粘结作用成功将花生壳多孔生物质碳材料负载于棉纤维上,基于花生壳多孔生物质碳的表面形貌及特性,整理棉织物表面呈现微观粗糙结构,水滴接触角为159.6°,具有较好的超疏水性能及自清洁性,且当织物厚度为3 mm时,最小反射损耗为-33.17 d B,实现了优异的吸波性。     

氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶的超双疏防紫外线纺织品

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为前驱体,在溶胶-凝胶反应过程中,加入纳米CuS,并采用十七氟癸基三乙氧基硅烷(PFDTES)对其改性,成功制备了氟硅烷改性CuS/SiO2复合气凝胶(F-CuS/SiO2),并将其与聚二甲基硅氧烷(PDMS)混合应用到棉织物上,制备了超双疏防紫外多功能棉织物。探讨了F-CuS/SiO2质量分数、PDMS质量分数、焙烘温度、焙烘时间等主要因素对整理棉织物疏水性能的影响。结果表明:当F-CuS/SiO2气凝胶为2%,PDMS为1%,焙烘温度为160℃,焙烘时间为8 min时,整理棉织物的疏水性能最佳,水滴接触角可达159.4°,油滴接触角可达151.8°,紫外线防护系数(UPF)为237.43,整理棉织物具有良好的超双疏防紫外自清洁效果。     

基于疏水型二氧化硅气凝胶制备无氟自清洁超疏水棉织物

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为硅源,水为溶剂,在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,通过溶胶-凝胶反应,并采用环境压力干燥法(APD)制备了超疏水二氧化硅气凝胶。将二氧化硅气凝胶粉和聚二甲基硅氧烷(PDMS)通过喷涂法整理到棉织物上,分别采用扫描电镜、红外光谱仪、接触角测量仪对整理棉织物的结构、形貌和疏水性进行表征。结果表明:制备的二氧化硅气凝胶具有典型的三维网状多孔结构,同时具有超疏水性能;整理棉织物(PDMS/SiO2@棉织物)展示出非常优异的超疏水性能,水接触角(WCA)高达161.1°,同时也具有较好的抗黏附、自清洁以及抗污性能。     

基于CuS/RGO@CNF复合材料的柔性超疏水吸波纺织品的制备和性能北大核心

采用低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)为黏结剂,利用纳米硫化铜/还原氧化石墨烯@纤维素纳米纤维(CuS/RGO@CNF)三元复合材料在棉织物上构筑表面粗糙结构,制备了柔性超疏水吸波纺织品。对整理织物的微观形貌和结构进行了表征,研究了整理织物的吸波性能和超疏水性能。结果表明,与纳米CuS、CuS/RGO复合材料相比,CuS/RGO@CNF复合材料具备微观多孔结构,呈现优异的微波吸收性能,最小反射损耗为-49.71 dB,整理的织物在频率为11.46 GHz时最小反射损耗可达到-32.4 dB,水滴接触角达到155.3°,具有优异的吸波、超疏水、防污及自清洁性能。     

溶解刻蚀辅助构建棉织物超疏水表面

为探索超疏水织物的绿色、简便、有效制备方法,先采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层整理获得低表面能棉织物,然后通过盐颗粒的沉积、溶解形成粗糙结构。探讨PDMS用量、盐颗粒尺寸、沉积次数和沉积时间对织物表面超疏水效果的影响。借助接触角测量仪、扫描电子显微镜、X射线衍射能谱等手段对超疏水表面的微观形貌结构、元素组成、稳定性能进行表征。结果表明:棉织物超疏水表面存在微米级凹坑;水滴在织物表面的静态接触角可达155.47°,滑移角为5.5°;将其在强酸、强碱溶液中浸泡12 h,接触角依然可达143.91°;在60 ℃水浴中浸泡60 min,接触角为144.43°;经20次摩擦循环后,接触角仅下降11.31%。此外,超疏水表面表现出自清洁功能,并具有防染效果。     

基于纳米CuS/RGO制备超疏水多功能棉织物

褶皱状纳米CuS/RGO结合低表面能物质的聚二甲基硅氧烷(PDMS),通过浸轧法制备超疏水多功能棉织物。采用红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪和织物抗紫外性测试仪对样品形貌、结构及性能进行分析。结果表明,利用PDMS的交联黏结作用成功将CuS/RGO负载于棉纤维上,PDMS膜包裹在棉纤维和CuS/RGO表面,整理棉织物表面具有微观粗糙结构,具有较好的超疏水性能和抗紫外性能,接触角达到了158.4°,紫外线防护系数(UPF)为851.2,并且自清洁性能优良。     

无氟超疏水棉织物的制备及应用

通过轧烘焙工艺,将无氟无硅的疏水剂(REPELLAN FF)整理到棉纤维上,制备出无氟超疏水棉织物。扫描电镜、红外光谱和表面元素测试结果表明,REPELLAN FF成功地接枝到棉织物上。研究了REPELLAN FF质量分数和焙烘温度对棉织物疏水性能的影响及焙烘温度对断裂强力和耐洗性能的影响。优选工艺为:REPELLAN FF质量分数8%,焙烘温度180℃。在该工艺下,整理棉织物的水接触角为150.6°,异丙醇接触角为146.3°,甘油接触角为152.7°,拒水性能和淋水性能优异。此外,无氟超疏水棉织物不仅保留了较高的力学性能和良好的透气性,还具有优良的耐水洗性。     

基于SiO_2-TiO_2复合气凝胶制备超疏水光催化自清洁棉织物

采用水基溶胶-凝胶方法成功制备SiO_2-TiO_2复合气凝胶。分别通过一步浸渍法、一步喷涂法和两步法将复合气凝胶粉末与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)整理到棉织物上,得到PDMS/SiO_2-TiO_2整理棉织物,对整理棉织物进行了表征和分析。研究发现:不同方法得到的整理棉织物均具有优异的超疏水、光催化和抗紫外线性能;其中一步喷涂法整理棉织物的性能相对较好,水接触角为156°,紫外光照射5 h时对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到94.31%,紫外线防护系数为218.10。此外,PDMS/SiO_2-TiO_2整理的织物还具有优异的防污性和自清洁功能。     

超疏水膜的相分离法制备及对棉织物的整理

基于相分离法,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;通过探讨工艺条件对微孔膜疏水性能的影响规律,确定了最佳工艺条件。在该超疏水微孔膜成功制备的基础上,设定两种不同的整理方案,对棉织物进行整理。采用傅里叶红外光谱表征微孔膜的化学组成,采用接触角仪、扫描电镜分别表征微孔膜和棉织物的润湿性能及表面形貌,并对整理前后织物性能进行测试。结果表明,整理后棉织物透湿性基本保持不变,透气率降低,断裂强力增加。试验发现,方案B的整理效果更好,整理后棉织物与水的接触角可达到155°。     

相分离法超疏水膜的制备及对棉织物的整理

基于相分离法以对二甲苯为溶剂,2 丁酮为非溶剂制备出了具有超疏水性的聚丙烯（PP）微孔膜,通过探讨工艺条件对微孔膜疏水性能的影响规律,确定出最佳工艺条件。在超疏水微孔膜成功制备的基础上,设定两种不同的整理方案,对棉织物进行整理。采用傅里叶红外光谱表征微孔膜的化学组成,接触角仪、扫描电镜分别表征微孔膜和棉织物的润湿性能及表面形貌,并对整理前后织物性能进行测试。结果表明,整理后棉织物透湿性基本保持不变,透气率降低,断裂强力增加。试验发现方案B的整理效果更好,采用整理后棉织物与水的接触角可达到155°。     

棉织物的改性纳米SiO_2超疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)为改性剂,在催化剂氨水作用下,采用溶胶-凝胶法制得改性纳米SiO2溶胶,并将其整理到棉织物上构造微观粗糙度,再用十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)对棉织物进行修饰,以两步法制备超疏水棉织物。结果表明,当TEOS质量分数为3%,GPTMS质量分数为2%,氨水2 m L,反应温度30℃时,可制备出稳定分散的改性纳米SiO2溶胶。整理后棉织物的接触角为150.72°,滚动角为9°,沾水等级5级,实现了超疏水效果,且具有一定的耐洗性。     

水滴模板法制备棉织物多孔界面及其疏水性能

纤维素纤维分子结构中含有大量羟基，导致棉织物易被沾湿，限制了其在一些特殊场合的应用。以二氯甲烷(CH₂Cl₂)作为溶剂，二氧化硅(SiO₂)和十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)作为疏水助剂，可降解的聚乳酸(PLA)作为成膜剂制备了疏水整理液。然后采用水滴模板法在棉织物表面构筑多孔界面，以实现疏水功能的改性，并与硅片表面形成的多孔界面的形貌和疏水性能进行对比，采用扫描电子显微镜(SEM)对多孔形貌进行表征，采用红外光谱(FTIR)对表面结构进行分析。通过调整SiO₂、HDTMS浓度来测试织物对水的静态接触角，分析织物表面的疏水性能。此外，以染料作为污垢，研究染料在棉织物上的黏附性能。结果表明，采用水滴模板法可以在棉织物表面构筑多孔结构，对水的接触角为139.5°,具有疏水性能；多孔界面棉织物的抗污性能优异，可实现纺织材料的自清洁应用。     

超疏水棉织物制备及其在油水过滤分离中应用

针对目前超疏水材料表面耐久性较差的问题,将十八胺和十二烷基三甲氧基硅烷改性的SiO₂颗粒与聚二甲基硅烷的混合溶液浸涂到棉织物表面制备超疏水棉织物,对其化学成分、表面形貌、接触角、机械耐久性、化学稳定性和油水分离性能进行测试与表征。结果表明:当聚二甲基硅烷添加量为1.0 mL,改性SiO₂颗粒添加3.0 g时,棉织物展现出良好的超疏水性,与水滴的静态接触角为164.5°,其在机械磨损和酸碱环境下表现出良好的稳定性;用超疏水棉织物作为过滤材料,其油水分离效率达90%以上。该超疏水棉织物坚固、环保,易于制造,在油水分离领域具有广阔的应用前景。     

超疏水棉织物的简易制备技术

为了制备超疏水棉织物,利用烷基氯硅烷对棉织物进行气相沉积,在棉织物表面生成具有微观粗糙结构的低表面能物质聚硅氧烷,再结合织物本身的屈曲结构,使棉织物具有超疏水自清洁性能,制备方法简易,成本低且不需要昂贵的设备。采用扫描电镜、接触角测定仪、集灰试验等手段观察棉织物的表面形貌,并研究了其超疏水和自清洁性能。结果表明：当甲基三氯硅烷（MTS）与二甲基二氯硅烷（DDS）体积比为5：1,MTS与DDS的总体积为8-10 mL,气相沉积时间为120 min 时,制得棉织物表面的接触角达152.3°,滚动角为2.7°;集灰试验表明沉积后的棉织物具有良好的自清洁功能。     

二氧化钛溶胶-凝胶法制备含氟超疏水棉织物

采用TiO_2溶胶处理棉织物,然后分别使用硬脂酸,1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷,以及两者联合对织物表面进行低表面能处理,制备超疏水棉织物.采用扫描电子显微镜观察织物表面形貌,研究了织物表面的润湿性能,并测试织物的紫外线透过率.结果表明,TiO_2的引入不仅使微米级纤维表面粗糙化,从而获得微纳粗糙结构织物表面,增强织物疏水性能,还可以使织物具有良好的紫外线屏蔽性能.当TiO_2的质量分数为0.8%时,紫外线防护性能达到最佳.     

疏水性导电聚吡咯整理棉织物的制备及其性能

为提高纺织品的多功能性如导电和疏水性等,在棉织物表面合成了疏水导电高分子材料聚吡咯。通过加入低表面能的掺杂剂来调控聚吡咯的疏水性与导电性,并对聚吡咯整理棉织物的表观形貌、电导率、接触角及K/S值等进行表征。结果表明,以木质素磺酸钠(LGS)为模板,掺杂 0.025 mol/L全氟辛基磺酸钾(KPFOS)制得的聚吡咯整理棉织物疏水性能最佳,且达到超疏水状态;以蒽醌-2-磺酸钠盐(AQS)为软模板、掺杂十二烷基苯磺酸(DBSA) 的聚吡咯复合棉织物电导率最大。以AQS为软模板且以0.01 mol/L DBSA掺杂的聚吡咯整理棉织物综合性能较好: 接触角为131.2°,电导率为61.4 S/cm。因此通过模板的微观形貌控制以及烷基链或全氟烷基链的掺杂,可得到同时具备良好导电和疏水性能的聚吡咯整理棉织物,但其掺杂剂的调控机制仍需进一步研究。     

碘丁基-N-磺酸氨基聚硅氧烷的拒水阻燃性

以带有活性基团的碘丁基硅油(IBu-PDMS)与氨基磺酸胍为原料,制备具有拒水阻燃双功能的碘丁基-N-磺酸氨基聚硅氧烷(IB-N-SA)PDMS。测定了(IB-N-SA)PDMS整理棉织物的接触角和拒水等级;通过氧指数、热重分析和棉织物燃烧后残炭的形貌,分析了其阻燃性能、热性能及阻燃机理。(IB-N-SA)PDMS可赋予棉织物拒水性能,接触角由88.37°提高到110.75°,拒水分值为90;整理棉织物燃烧后的残炭率由11.7%提高到33.6%,说明阻燃剂通过改变棉纤维的热裂解过程,促进了纤维的脱水炭化;整理棉织物的极限氧指数由18.0%提高至29.4%。     

聚氨酯涂层棉织物性能研究

研究不同质量分数聚氨酯涂层棉织物的性能变化。利用表面涂覆和水相分离原理,制备了几种不同质量分数聚氨酯涂层织物;利用扫描电子显微镜,表征了几种织物的结构形貌;通过水接触角仪和透气、摩擦试验评价了聚氨酯涂层对棉织物疏水性、透气性和耐磨性能的影响。结果表明:聚氨酯质量分数由8%提高到16%,织物表面聚氨酯的成膜性逐渐增强,织物与水接触角可达到约109°,织物透气性降低,但耐磨性能显著提高。认为:聚氨酯涂层可以改善棉织物的性能。     

改性纳米SiO_2一步法超疏水整理

以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体,以正十六烷基三甲氧基硅烷(HDTMS)为改性剂,制备改性纳米二氧化硅(H-SiO)溶胶,并通过一步法工艺制备超疏水棉织物。探讨了TEOS和氨水用量对H2-SiO_2溶胶粒径及分散性的影响,研究了TEOS和HDTMS质量分数对整理棉织物疏水性的影响。结果表明:TEOS质量分数为2%,HDTMS质量分数为0.5%,氨水用量为2 m L,制备的H-SiO_2溶胶平均粒径为221 nm,粒径分布均匀;通过引入低表面能物质并增加粗糙度,棉纤维表面达到超疏水效果,接触角为154.3°,滚动角为10°。     

棉织物仿生无氟超疏水表面的构建

文中采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2粒子,将其整理到棉织物表面构建微纳级粗糙结构,并用3种无氟疏水剂及复合搭配对织物进行修饰,使其具备超疏水性能。采用扫描电子显微镜、X射线衍射分析SiO2粒子晶体形态和整理前后棉织物的化学结构及微观形貌;通过静态水接触角、动态水滑移角评价织物疏水性能,并对织物的耐水冲击和耐洗涤性能进行测试。结果表明,制得的SiO2粒子单分散性良好,直径为200~300 nm。修饰后棉织物静态水接触角度可达130.0°~160.0°,滑移角在7.0°~12.0°,十六烷基三甲氧基硅烷和十二烷基三甲氧基硅烷混合使用整理的棉织物超疏水效果最好,静态接触角为156.2°,滑移角为7.0°,并具备优异的耐洗涤和耐水冲击性能。