PVDF涂层纺织品表面防污自洁功能改性

采用低温等离子体处理和紫外线引发接枝相结合的方法, 制备具有防污自洁功能的建筑膜材。首先应用氧气等离子体对PVDF薄膜进行预处理,探索处理时间对表面疏水性能及表面形态的影响。然后对预处理的薄膜进行紫外线引发接枝改性处理,通过探索接枝时间、引发剂质量分数和单体质量分数对表层膜接枝率和表面疏水性能的影响,构筑出具有防污自洁功能的建筑膜材表层。结果表明：改性后的膜材表面接触角可达150°,滚动角小于5°;集灰试验证实防污自洁效果良好。     

防污自洁面涂剂的制备与应用

采用聚偏氟乙烯(PVDF)与纳米SiO2粒子制备防污自洁面涂剂,并将此面涂剂面涂到高强涤纶长丝双轴向经编PVC建筑织物上。面涂后该织物的与水接触角达158.2°,滚动角为3°,且经集灰实验测试,水滴能将撒在织物表面上的炭黑带走,证明了所制备的面涂剂具有一定的防污自洁性。同时,用原子力显微镜(AFM)观察面涂后的PVC建筑织物,其表面形成了同荷叶表面类似的微米-纳米粗糙结构,从而为其具有防污自洁性提供了依据。     

防污自洁而涂剂的制备与应用

采用聚偏氟乙烯（PVDF）与纳米SiO2粒子制备防污自洁面涂剂，并将此面涂剂面涂到高强涤纶长丝双轴向经编PVC建筑织物上。面涂后该织物的与水接触角达158．2°，滚动角为3°，且经集灰实验测试，水滴能将撒在织物表面上的炭黑带走，证明了所制备的面涂剂具有一定的防污自洁性。同时，用原子力显微镜（AFM）观察面涂后的PVC建筑织物，其表面形成了同荷叶表面类似的微米-纳米粗糙结构，从而为其具有防污自洁性提供了依据。     

石蜡浸渍法制备超疏水纸

采用石蜡浸渍法在普通纸的表面成功制备了超疏水表面层。水滴在该表面的接触角和滚动角分别为156o±2.3o和2o。用扫描电镜对其表面进行观察,发现超疏水纸表面由大量分散的石蜡凸起组成,这些石蜡凸起的平均直径为5μm,石蜡凸起之间的距离在1~8μm之间。该超疏水纸具有极好的防水防潮和易于清洁性能。     

超疏水气凝胶涂层超高分子量聚乙烯织物的制备与表征

为提高超高分子量聚乙烯织物的疏水性能,基于荷叶效应原理,采用涂层方法在织物表面构筑纳米微米结构。将二氧化硅气凝胶分散于聚偏氟乙烯（PVDF）溶液中制成涂层液,并对超高分子量聚乙烯织物进行涂层处理。借助Ｘ 射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜等测试织物表面的化学组成及微结构,并采用集灰实验测定织物的自清洁性能。结果表明：当PVDF质量分数为12%、二氧化硅气凝胶质量分数为8% 时,涂层织物表面的最大接触角为157.8°,滚动角为3°;涂层膜表面有微米级突起和纳米级颗粒状突起;水滴可将涂层后织物表面的污物带走,织物具有良好的自清洁效果。     

木材表面疏水涂层的制备及耐久性测试

为使木材涂层表面具备自清洁、防污、耐水的性能,并且提高涂层的耐久性能,使木质材料拥有更高的使用价值,本研究以紫外光固化水性木器涂料为改性对象,以硬脂酸为修饰剂,将纤维素纳米纤维(CNF)和纳米二氧化钛(TiO_2)的配置成疏水复合材料,按照一定比例添加到紫外光固化水性木器涂料中并涂覆到杨木表面,制备出了接触角可达123.3°的涂层表面。采用耐磨性测试、耐老化性测试、耐腐蚀性测试对所制备样品表面进行耐久性测试,结果表明,处理后的样品表面耐久性有所增强,具备一定的抵抗环境介质作用的本领。紫外光固化技术与微纳米粗糙结构的修饰相结合,CNF/TiO_2复合疏水材料在杨木表面构建了一层微纳米粗糙结构,与涂膜表面的-CH_3疏水基团协同作用使得涂层具备疏水性并赋予涂层良好的机械耐久性和抵抗紫外线的能力。     

高速微米颗粒冲击法制备超疏水金属表面

超疏水金属表面具有自净、耐蚀、减阻、抗结冰等独特性能,应用前景广阔。为克服现有制备工艺复杂、成本较高的局限,采用简便的高速微米颗粒冲击法,冲击颗粒为直径180μm的棕刚玉,气动喷射压力0.8 MPa,冲击时间3～7 min,冲击处理后经质量浓度为6 g/L的NaOH溶液和去离子水清洗,再经氟硅烷乙醇溶液氟化处理并烘干,成功地在金属表面构建了微纳复合结构。制备的钢表面与水滴接触角160°,滚动角2.0°,铝合金表面与水滴接触角152°,滚动角2.2°,具有超疏水性。该制备方法简便,成本低,易工业化应用。     

含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜复合织物的制备及其防水透湿性能

为获得良好防水性能且保持服装穿着的舒适性,通过构建具有低表面能和粗糙表面于一体的含氟聚氨酯/聚氨酯纳米纤维膜,以涤/棉斜纹机织物作为静电纺丝接收基布,制备了一种新型防水透湿织物。探讨了含氟聚氨酯疏水剂的质量分数对纳米纤维结构及复合织物的防水透湿和力学性能的影响。结果表明,当含氟聚氨酯疏水剂质量分数为100%时,复合织物性能最佳,其静态接触角为141°,透湿率达到3 958 g/(m2·24 h),,沾水等级为5级透气率达到34.06 mm/s。力学性能测试结果表明,复合织物的力学性能随疏水剂质量分数的提高而逐渐增强,当FPU质量分数为1.00%时,顶破强力、撕裂强力和拉伸强力分别增加了5.93%、30.79%和5.48%。     

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。     

蒸镀超疏水涤纶织物的制备及其疏水性能

为实现耐久超疏水涤纶织物的简易制备,采用物理气相沉积技术在碱减量预处理的涤纶表面蒸镀低表面能的聚四氟乙烯。采用扫描电子显微镜、接触角测试仪、耐磨试验仪和热分析仪分别对镀膜织物的微观形貌、浸润性、耐久性和膜材的热稳定性进行表征。设计单因素与正交的组合试验方案,对各因素与疏水性能之间的关系进行分析。结果表明：影响镀膜织物疏水性能的主次因素依次为NaOH 质量浓度、蒸镀速率和蒸镀厚度;当NaOH 质量浓度为15g/L,蒸镀速率为0.3nm/s,蒸镀厚度为1.5 μm 时,可制得超疏水涤纶镀膜织物,其接触角和滚动角分别为151°和8.1°;经过7 000次的摩擦试验后,镀膜织物仍拥有124°的接触角和58.6°的滚动角,表现出良好的使用耐久性。     

涤纶织物复合静电纺PVDF纳米纤维防水透湿膜的工艺探索

采用热轧工艺复合涤纶织物和静电纺聚偏四氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,开发具有防水性、透湿性、透气性的复合织物。探讨纺丝液中PVDF质量分数和纺丝电压对PVDF纳米纤维膜形貌的影响,测试采用3种复合工艺制得的单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的瞬时接触角和动态接触角,以及单层膜复合织物的透湿性、透气性和力学性能。结果表明:纺丝液中PVDF的质量分数为23%、纺丝电压为15、16 kV时,可制得纤维直径为300~400 nm且粗细均匀的PVDF纳米纤维膜;单层膜复合织物、单面双层膜复合织物和双面单层膜复合织物的接触角分别为135.1°、142.4°和136.7°,8 min后接触角的降幅分别为5.40%、10.57%和10.31%;与涤纶织物原样相比,单层膜复合织物的透气率下降35.53%,透湿量下降6.93%,力学性能提高。     

棉织物的无氟拒水整理性能分析

采用九种无氟拒水剂对棉织物进行拒水整理,通过测试无氟拒水剂的粒径分布以及拒水整理棉织物的表面形态、静态接触角和耐水洗性能,分析了影响棉织物无氟拒水整理性能的因素。研究结果表明:无氟拒水剂乳液的粒径分布处于150~400 nm,乳液分散均匀;九种无氟拒水剂整理后的棉织物,静态接触角均在140°以上,但具有一定差异性,部分无氟拒水整理棉织物的静态接触角超过150°,达到超疏水效果;无氟拒水剂在棉织物表面可形成的拒水膜,拒水性能与棉纤维的表面形态和成膜结构有关;在水洗过程中,棉织物表面的拒水膜局部受到破坏,导致拒水性能下降。     

Site-specific retention of colloids at rough rock surfaces

The spatial deposition of polystyrene latex colloids (d = 1 μm) at rough mineral and rock surfaces was investigated quantitatively as a function of Eu(III) concentration. Granodiorite samples from Grimsel test site (GTS), Switzerland, were used as collector surfaces for sorption experiments. At a scan area of 300 × 300 μm(2), the surface roughness (rms roughness, Rq) range was 100-2000 nm, including roughness contribution from asperities of several tens of nanometers in height to the sample topography. Although, an increase in both roughness and [Eu(III)] resulted in enhanced colloid deposition on granodiorite surfaces, surface roughness governs colloid deposition mainly at low Eu(III) concentrations (≤5 × 10(-7) M). Highest deposition efficiency on granodiorite has been found at walls of intergranular pores at surface sections with roughness Rq = 500-2000 nm. An about 2 orders of magnitude lower colloid deposition has been observed at granodiorite sections with low surface roughness (Rq < 500 nm), such as large and smooth feldspar or quartz crystal surface sections as well as intragranular pores. The site-specific deposition of colloids at intergranular pores is induced by small scale protrusions (mean height = 0.5 ± 0.3 μm). These protrusions diminish locally the overall DLVO interaction energy at the interface. The protrusions prevent further rolling over the surface by increasing the hydrodynamic drag required for detachment. Moreover, colloid sorption is favored at surface sections with high density of small protrusions (density (D) = 2.6 ± 0.55 μm(-1), asperity diameter (?) = 0.6 ± 0.2 μm, height (h) = 0.4 ± 0.1 μm) in contrast to surface sections with larger asperities and lower asperity density (D = 1.2 ± 0.6 μm(-1), ? = 1.4 ± 0.4 μm, h = 0.6 ± 0.2 μm). The study elucidates the importance to include surface roughness parameters into predictive colloid-borne contaminant migration calculations.     

静电纺树枝状聚乳酸纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为开发可用于空气过滤的纳米纤维,利用静电纺丝技术一步法制备了树枝状聚乳酸(PLA)纳米纤维膜,探讨了溶剂种类、四丁基氯化铵(TBAC)添加量和纺丝电压对纤维膜形貌结构和性能的影响,同时研究了TBAC 添加量和纤维膜厚度对纤维膜过滤效果的影响。结果表明：溶剂为二氯甲烷,PLA 和TBAC 质量比为8：1,纺丝电压为30 kV 时,制得的纤维膜树枝状结构最为明显,其断裂应力和品质因数分别为23 MPa 和0. 068,优于纯PLA 纤维膜的5 MPa 和0. 059;随TBAC 质量分数的增加,纤维膜的接触角由118°降低至54. 5°;当具有明显树枝状结构的纤维膜厚度从10 μm 增加至40 μm 时,过滤效率和压降均增大,且当膜厚度为20 μm 时,过滤效率达到99. 89%,阻力约为96. 08 Pa,可满足高效空气过滤需求。     

改性聚偏氟乙烯中空纤维分离膜的研制

本实验采用干-湿相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维血液分离膜,通过在铸膜液中引入聚乙烯醇(PVA)与戊二醛反应交联物,改善膜材料的亲水性。研究了PVDF浓度、PEG含量等对膜性能的影响。结果表明,改性聚偏氟乙烯(PVDF)血液分离膜的亲水性明显提高,接触角从70.2。降至54.5。,水通量从85.4L/(h.m2)-1提高到189.4L/(h.m2)-1,蛋白吸附性量则从92mg/m2降至27mg/m2,有较好的化学稳定性。随着PVDF浓度的增加,膜的拉伸性能增强,破裂压增大,水通量和膜分离孔径减小;随着PEG含量的提高,膜的机械性能变化不大,水通量明显提高。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

用矿物质去除脱墨浆中微细胶粘物的可行性

介绍了测定接触角的薄层吸液技术及应用接触角计算表面张力及Gibbs自由能变化的公式.最后以Gibbs自由能变化来判断某种矿物质对某些胶粘物有无粘附作用,从而选择何种矿物质可解决微细胶粘物的沉积问题.