更新時(shí)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(guò)150°的表面，對(duì)水有極大的排斥力，在自清潔、防結(jié)冰、抗腐蝕等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。超疏水紡織品具有優(yōu)異的防水、防污染、自清潔、耐久性等特性，被廣泛應(yīng)用于防護(hù)服、鞋、帳篷、睡袋等方面。
目前，制備超疏水紡織品主要有 2 類方法：一是模擬“荷葉原理”在表面構(gòu)筑微納粗糙結(jié)構(gòu)；二是利用低表面能物質(zhì)進(jìn)行拒水整理，降低織物的臨界表面張力，達(dá)到疏水目的。低表面能化合物中，氟碳化合物具有非常優(yōu)異的疏水性，但氟碳化合物具有一定的生物累積性, 危害生態(tài)環(huán)境, 且價(jià)格昂貴。依據(jù)Wenzel 和 Cassie 理論，具有微納米結(jié)構(gòu)的粗糙表面可實(shí)現(xiàn)表觀接觸角的增大，從而有利于材料表面疏水性的提高，因此，通過(guò)在材料表面引入價(jià)廉的無(wú)機(jī)納米材料，使織物表面的表觀結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到微納米級(jí)、粗糙化是提高織物疏水性的有效途徑之一。
納米 SiO2 是目前在構(gòu)建超疏水表面微納米粗糙結(jié)構(gòu)方面應(yīng)用較多的無(wú)機(jī)材料，采用納米 SiO2 對(duì)織物進(jìn)行疏水整理也是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。
經(jīng)過(guò)硅溶膠整理的織物表面有明顯的顆粒凸起，納米 SiO2 球型顆粒明顯，納米 SiO2 顆粒附著于棉織物表面、包覆在纖維表面，可以顯著提升棉織物表面粗糙度。依據(jù) Cassie 模型，當(dāng)微納結(jié)構(gòu)化粗糙表面的結(jié)構(gòu)尺度小于表面液滴的尺度，表觀上的液固接觸面由固體和氣體共同組成，固體的面積越小，粗糙表面的表觀接觸角越大，因此，微納化的 SiO2 顆粒在織物表面的分布使得液滴可接觸的固體面積比未整理織物表面小，從而提高了棉織物疏水效果。SiO2負(fù)載滌綸織物表面也存在大量的SiO2顆粒，使滌綸織物表面粗糙度提升，且硅溶膠在滌綸纖維之間形成了氣孔形態(tài)，更有利于織物疏水性的提高。
將納米 SiO2 整理到織物上的過(guò)程受諸多因素的影響，過(guò)程因素的良好控制是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用價(jià)廉的硅溶膠和簡(jiǎn)單可行的工藝對(duì)織物進(jìn)行超疏水整理的重要途徑。整理后棉織物物理性能較好。棉織物經(jīng)疏水整理后經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力略有上升，可能是因?yàn)楣枞苣z在織物表面成膜，對(duì)纖維有加固作用，同時(shí)處理過(guò)程中織物在經(jīng)緯向上都發(fā)生收縮，導(dǎo)致單位截面上承受拉伸作用的纖維數(shù)量增加。透氣性有一定程度下降，主要是因?yàn)榧{米 SiO2 顆粒不僅沉積在纖維表面，也填補(bǔ)了纖維之間的空隙，從而影響織物的透氣性。此外，疏水整理后織物白度值略有上升，這是由于SiO2 固體為白色。
