织物表面润湿性能调控及其功能应用

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润湿性是固体表面的一个重要性质。近年来,包括超疏水表面、超亲水表面、超亲油表面、亲水疏油表面在内的特殊浸润性表面在日常生活和工业生产中具有的广阔的应用前景,引起了研究者的广泛关注。本论文主要从纺织品超疏水表面的快速构筑、多功能超疏水表面的制备以及油水分离表面的构建三个方面进行研究。主要的研究内容和结论如下:(1)基于静电植绒技术超疏水表面的制备利用静电植绒技术,将绒毛植到棉织物表面,构建粗糙结构;利用低表面能物质——聚二甲基硅氧烷(PDMS)对其进行后续修饰,制备超疏水表面,并对PDMS修饰工艺进行探讨。利用接触角测试仪、马丁戴尔摩擦仪、扫描电镜对材料表面形貌与疏水性能进行测试与表征。研究结果表明:静电植绒的绒毛长度为0.6mm, PDMS对植绒后的表面后续修饰工艺为VPDMS:V正庚烷=1:20,浴比为1:20,处理温度60℃,处理时间2h时,得到的织物具有较好的超疏水、耐磨性能,其与水滴的静态接触角达150°以上。(2)基于化学镀铜导电超疏水表面的制备利用化学镀方法在涤纶织物表面镀铜,构筑微米-亚微米粗糙结构,然后利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)在镀铜织物表面覆盖一层低表面能基团,制备导电超疏水疏油织物,并对PDMS修饰工艺进行探讨。采用电子扫描电镜(SEM)、接触角测试仪和方阻测试仪对其表面形貌、表面元素分布、疏水疏油性、导电性能进行了研究。研究结果显示,PDMS对镀铜涤纶织物的修饰工艺为VPDMS:V正庚烷=1:20,浴比为1:20,处理温度70℃,处理时间2h时,其疏水接触角可达150.1°,对十六烷油滴接触角可达120.7°,具有疏油性。磨擦800次后的疏水接触角仍然可达到137.8°,导电能力优异,方阻为110mΩ左右,抗电磁屏蔽能力可达50dB以上。(3)具有超亲水和水下超疏油性质的油水分离涤纶筛网的制备通过对涤纶筛网进行碱减量处理,在筛网表面产生刻蚀,结合亲水整理剂PERSOFTAL HP进行表面修饰,制备超亲水涤纶筛网。测试了涤纶筛网表面形貌、亲水性、水下疏油性、油水分离效率、耐油压性能以及物理机械性能。结果表明,涤纶筛网经碱减量处理后,亲水性提高,断裂强力略有下降。当NaOH溶液浓度为35g/L时,碱液对涤纶筛网刻蚀明显而断裂强力损失较小,亲水性、疏油性较好。再经亲水整理,涤纶筛网亲水性能进一步增强,水滴接触角为0°,水下油滴接触角达150°以上,油水分离效率提高,耐油压性能增强。
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