纺织品疏水化技术的进展(一)

介绍了疏水纺织品的分类、作用机理、测试手段和理论研究的现状与进展,包括防水织物、拒水织物和超疏水织物的特征,接触角的理论研究和测量,自然界中平滑和粗糙叶面的表面结构特征、润湿性,荷叶效应的启示,疏水化技术的发展历程,以及超疏水化技术的研发动向等.     

基于聚合物微球接枝硅油的超滑棉织物制备及其防污性能

为提高超滑织物的物理化学稳定性,首先采用乳液聚合法以乙烯基改性纳米二氧化硅(V-SiO₂)为原料制备自黏性核壳型聚合物微球,将其经浸涂-焙烘工艺组装到棉织物表面得到粗糙基底;然后利用氨基-环氧基接枝反应、氨基-羟基氢键作用将氨基硅油接枝在粗糙基底表面得到超滑织物。探究了超滑织物的疏液、防污及物理化学稳定性能。结果表明：超滑织物中超滑表面的粗糙结构由粒径为321.3 nm的微球构成,表面水滴接触角为138°;水、二甲基亚砜在超滑织物表面的滑动角分别为7°、15°;接触番茄酱、咖啡污物后,超滑表面黏附量显著减少;经200 mL以内水冲击后,超滑织物表面水、二甲基亚砜的滑动角分别小于12°、26°;在pH值为3～9条件下其表面液滴的接触角稳定在42°～49°之间。     

疏水纳米纤维织物的仿生制备及性能表征

将静电纺丝技术和编织技术结合,分别制备了纯聚偏氟乙烯(PVDF)和聚偏氟乙烯/聚乙二醇(PVDF/PEG)两种纳米纤维织物。通过水解去除PEG,仿生构造了类似荷叶表面结构的多级超微粗糙纳米纤维表面。讨论了不同PEG含量对纤维表面粗糙度的影响,研究了其力学性能和浸润性能。结果显示:水洗之后的PVDF/PEG复合纳米纤维表面呈现凹凸不平的形貌;当PEG含量为10%时,纤维表面结构类似于荷叶表面的"小山包",纤维直径约在300~400 nm;PVDF/PEG纳米纤维织物的应力较纯PVDF纳米纤维织物有所增加,而应变降低,分别为92.12 MPa和17.53%;两种织物均具有较好的疏水性,其中PEG含量为10%的PVDF/PEG纳米纤维织物显示出超疏水性,接触角为155.71°。     

仿荷叶织物的创新整理工艺及其性能研究

介绍了溶胶-凝胶技术的基本原理.探讨了复合水溶胶的制备工艺,以及利用复合水溶胶整理具有粗糙表面的仿荷叶织物的浸轧、焙烘等工艺.对织物表面凝胶膜层进行了微观表征和静态接触角、滚动角的测定,并做了理论分析;同时,测试了整理后织物的拒水性、透湿性、透气性.结果表明:理论分析和实际测试性能是相吻合的,印证了仿荷叶织物的织造工艺...     

仿生超疏水材料的研究现状及发展前景

阐述了荷叶效应理论及其在仿生超疏水材料制备领域的应用,阐述了超疏水材料的表面结构特征,超疏水材料的应用领域,综述了构建固体表面微纳米双重结构以获得超疏水表面的途径,并对超疏水材料的发展及前景进行了展望。     

精纺毛织物仿荷叶性能的研究

本文采用仿荷叶效应的原理,先对织物进行生物酶整理使织物表面变粗糙,然后再对织物进行有机氟整理,目的在于使精纺毛织物获得优良的拒水拒油性能。织物表面获得较好粗糙度时生物酶的浓度为5%（o.w.f）、处理时间为40min、温度为45℃。     

透湿、透气仿荷叶织物的开发与研制

叙述了拒水、防污、自洁、透湿、透气仿荷叶织物的织造工艺。选用16.7tex/48f×37i涤纶超细海岛纤维网络丝为原料,采用仿荷叶表面结构的方法,一是仿荷叶微米结构的乳突,二是仿荷叶纳米结构的蜡质晶体,在剑杆织样机上采用绉组织和纬纱高张力的方法织制成了具有粗糙表面的仿荷叶织物。     

纺织品超疏水表面研究进展

近年来，超疏水性表面因其潜在的应用价值而成为人们研究的热点。疏水性表面的理论发展，目前较流行Wenzel的表面粗糙模型和Cassie—Baxter复合接触理念。通过研究自然界的超疏水现象，提出了纺织品的超疏水表面制备方法，尤其是采用溶胶一凝胶法来构建纺织品超疏水表面的方法。     

TWD纤维:具有自洁净功能的聚酯纤维

德国TWD纤维公司和德国纺织与工艺研究所(ITV)、纺织化工与化学纤维学院(ITCF)共同研发出一种具有长久自洁功能的超疏水性长丝。该项技术源自于一种植物现象———荷叶效应,即荷叶具有一层防水型表面结构,可使其不受随雨水落下的污垢和微生物的污染,从而保持洁净。截至目前,具有自洁     

粗糙峰接触研究成果及最新进展

工程材料的接触过程中,微观上真正的接触并不是在物体表面上,而是存在于一些称为粗糙峰的不连续区域中。粗糙峰的性质决定了工程材料接触性质。传统的粗糙峰的研究由于手段的单一,有着五个基本假设,而近年来随着研究方法的丰富,特别有限元方法的引入使得粗糙峰的研究能够考虑更多的因素,传统的假设也被研究者考虑。文章在回顾了传统粗糙峰模型的同时综述了现在粗糙表面接触中研究中最新的热点:粗糙峰相互影响和圆柱形粗糙峰的研究。     

化学纤维仿生技术发展趋势和前景

1、化学纤维发展的趋势是仿自然性能.1)透湿、拒水纤维众所周知,透湿、拒水纤维是模仿荷叶的自然特性而开发和研制的.在电子显微镜下荷叶表面覆有无数个称之为乳头的突起物,其宽度为0.01mm,相邻两个的距离为0.03～0.05mm,空隙处滞留有大量的空气.表面都有一种天然蜡,蜡和空气的协同作用大大降低了荷叶的表面张力,使水形成水滴,进而大大减少了水对荷叶表面的附着力.     

具有超常吸收水汽性能的新型长丝的设计与研究

对一种新型长丝的水汽吸收性能进行了研究。这种新型长丝可吸收水和水汽,但又不会对接触它的人造成任何潮湿的感觉。长丝由两种不同的材料组成:一种是非吸收材料(疏水性),另一种是高度吸收性材料(亲水性)。聚丙烯不吸收任何水或水汽,被用作疏水材料;而具有超吸收性能的聚合物被用作亲水性材料。这种新型长丝外部表面为聚丙烯(PP)材料,超吸收聚合物(SAP)被放置在长丝结构中的空心部位。尽管超吸收聚合物放置在长丝的里侧,但仍可以吸收大量的水分;而长丝外部表面因是疏水材料(聚丙烯)则可以一直保持干燥。通过试验研究可以观察到,不含超吸收聚合物的聚丙烯长丝几乎不吸收水或水汽(接近0%),而含有超吸收聚合物的聚丙烯长丝能吸收高达12%的水分,且这一百分数值可根据所含的超吸收材料的数量和质量加以调节。     

花状TiO2/氟硅烷构筑超双疏棉织物及其光催化性能

制备了具有超双疏、光催化、自清洁等多种功能的多层次TiO₂/氟硅烷织物,分析了功能织物的抗润湿性能、表面形貌、表面化学成分、化学环境耐受性、热稳定性以及在光催化应用方面的性能。研究结果表明,当TiO₂、含氟试剂以及TEOS的添加量分别为0.3 g、0.3 mL和0.2 mL时,整理的棉织物具有良好的超疏水、超疏油性能,接触角达到150°以上,以及优良的耐水洗性和耐酸碱性。锐钛矿型TiO₂与含氟试剂均匀负载到棉织物表面,不仅使超亲水性的棉织物达到拒水、拒油的效果,还在一定程度上具有较优的光催化效应,在模拟太阳光下,对商品染料活性红195的降解率达到78%以上。     

三维超疏水超细纤维绒面革的仿生构建

为解决超细纤维绒面革二维超疏水表面耐久性差的问题,提出了一种三维超疏水超细纤维绒面革的构建方法。将含氟水基聚氨酯和纳米前驱体正硅酸乙酯的混合液均匀含浸至超细纤维非织造布中,在弱酸性条件下诱发纳米前驱体在超细纤维绒面革内部原位生成纳米SiO₂颗粒,形成了整体具有自相似性的类荷叶微纳粗糙结构,仿生构建了三维超疏水超细纤维绒面革,并对其接触角、形貌特征、元素组成、摩擦耐久性和化学稳定性进行了测试与表征。结果表明：所制备的超细纤维绒面革表面水接触角高达153.5°;即使经受2 100次摩擦,浸泡在乙醇、对二甲苯、四氢呋喃、正己烷、pH值为1和14的水溶液中24 h,皂洗10次,紫外光照24 h,热处理后其水接触角均可保持在150°左右,显示出优异的超疏水稳定性。     

纤维素纳米纤维作为黏合剂制备超疏水纸

本文报告了通过简单的两步浸渍涂布法制备超疏水纸。首先,使用含沉淀碳酸钙颜料(PPC)和纤维素纳米纤维的含水悬浮液在滤纸上浸渍涂布形成粗糙表面。然后,将浸渍涂布后的滤纸用含烷基烯酮二聚体(AKD)的正庚烷溶液处理制备超疏水纸,通过测量水接触角来表征制备纸样的超疏水性能。扫描电镜图片表明:加入和不加纤维素纳米纤维时涂布纸样品表面的不同,可以看出纳米纤维起到了黏合作用。说明纤维素纳米纤维是形成粗糙PPC涂层实现超疏水的关键成分,它明显地提高了PCC团簇在纸张表面的留着,而留着的PCC团簇提供了形成超疏水表面所需的双重粗糙结构。     

科学家研制超疏液材料防止衣服变脏

这种与众不同的涂层95％是空气,从咖啡、酒到油,甚至是酸,它几乎能击退每一样东西.这种材料非常轻,可以用它制成"透气性"衣服,用来保护战场上的士兵.据研制出这种材料的美国密歇根大学的工程学研究人员说,这种空气成分高达至少95％的纳米涂层,能够抵御范围最广的任何材料形成的液体,促使它们从物体表面反弹出去.除了超强抗污眼装外,这种涂层还能制成透气性外套,用来保护士兵和科学家,避免他们接触到危险化学物,并能制成防水涂料,减少船只的阻力.当通常对衬衫或者皮肤有害的液滴接触到这种新型"超疏液表面"时,它们会被反弹回来.     

多功能超疏水纺织品的制备及应用研究进展

在实际生产和生活中,具有特殊润湿性的多功能纺织品引起人们越来越多的关注,"荷叶效应"的提出推动了国内外研究者对材料表面特殊浸润性的进一步探究.本文针对在材料表面通过构造微纳米结构来调节特殊浸润性所涉及的方法进行了归纳,综述了材料超疏水性能的基本原理及其在自清洁、油水分离、耐腐蚀(如耐酸、碱、盐溶液)等方面的应用,总结了...     

Pickering乳液聚合制备聚苯乙烯/纳米纤维素复合超疏水涂料

以纳米纤丝化纤维素(NFC)和苯乙烯等为原料,利用Pickering乳液法制备聚苯乙烯/NFC复合微球并配制成超疏水涂料。通过红外光谱(FTIR)、接触角测试、扫描电镜(SEM)等对改性后纤维、复合微球及制备所得涂料进行分析检测,并探究油相、水相中纤维的质量分数和水油相体积比的变化对复合微球粒径影响。结果显示,通过反应十八胺成功接入CNF表面,改性前后纤维素膜的液体接触角(WCA)由27. 7°增加至93. 5°;增大两相中纤维的质量分数都会使微球的粒径减小,而降低水油体积比则会使复合微球的粒径增大;复合微球表面的粗糙结构是由CNF和纳米级聚苯乙烯小颗粒共同构成,将复合微球制备成疏水性涂料并喷涂在滤纸上后测得WCA为155°,滚动角低于5°。     

棉织物的硅溶胶疏水整理

为实现超疏水织物的绿色加工,采用正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,乙醇和水为溶剂制备硅溶胶预缩体对棉织物进行疏水整理,研究各工艺因素对棉织物疏水性能的影响,重点分析预缩体的制备、硅烷偶联剂的添加、低温烘干工艺与提高整理织物疏水性的相关性。结果表明:棉织物表面的SiO₂纳米粒子形成的粗糙表面与织物表面结合的疏水脂肪烃链可赋予织物良好的疏水性;在TEOS量为0.1 mol,乙醇量为0.9 mol,水的量为0.8 mol,先二浸二轧硅溶胶,再浸轧十六烷基三甲氧基硅烷醇溶剂优化工艺条件下,整理棉织物的水接触角可达152.1°,棉织物的力学性能得到提高。     

机械结合基础理论研究概述

机械结合面问题本质上是粗糙表面间的接触问题而粗糙表面接触理论研究的基础,又是经典的赫兹接触理论和起源于分形几何学的接触分形理论。研究和揭示固定结合面的接触特性的接触理论是研究固定结合面的模型基础性工作,一个建模的正确与否对于基于模型来研究判别结合面的一系列规律有着举足轻重的作用。