论文部分内容阅读
在日常生活中,超疏水表面应用广泛。为提高棉织物的应用性,本文利用点击化学原理,研究了4种制备超疏水棉织物的方法,对棉织物进行超疏水整理,获得具有耐久性的超疏水棉织物。首先,通过乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)对棉织物处理,得到乙烯基棉织物。在紫外线照射下利用硫醇-烯点击化学反应对棉织物进行疏水改性,探讨1-己硫醇,1-庚硫醇,1-辛硫醇,1-壬烷硫醇和1-癸硫醇对疏水性的影响,结果表明辛硫醇改性棉织物具有优异的超疏水性,水接触角为156.5°。扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱仪(EDS),X射线光电子能谱仪(XPS)表征测试结果表明,棉织物的表面覆盖有聚合物膜,增加了表面粗糙度,同时,硅氧烷和烷烃的非极性也降低了织物的表面能。经过处理的织物具有超疏水性及油水分离性能,且具备一定的耐酸碱、高温、有机试剂丙酮、抗紫外老化和耐机械摩擦性能。其次,用巯丙基三乙氧基硅烷MPTES处理棉织物,使棉织物具有反应性基团巯基,再用含双键的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷VPDMS以及含丰富巯基基团的季戊四醇四-3-巯基丙酸酯PETMP在紫外光的照射下发生反应,得到超疏水棉织物。优化反应条件:较好的溶剂为二氯化碳,光反应时间为60min,溶质比PETMP:VPDMS为1:3。扫描电镜(SEM)及能谱分析测试(EDS)测试结果表明:PETMP和VPDMS成功在棉织物上发生反应,在棉织物的表面形成了颗粒状微结构,增加了棉纤维的粗糙度,硅氧烷和硫醇碳链的非极性的存在,赋予其超疏水性能。各项性能测试结果表明超疏水棉织物具备一定的耐酸碱、高温、有机溶剂、抗紫外老化和耐机械摩擦性能。用巯丙基三乙氧基硅烷MPTES处理棉织物,使棉织物具有反应性基团巯基,再用含乙烯基的四甲基四乙烯基环四硅氧烷(TMTVSi),十八烷基硫醇(Thiol),经紫外光照射,在棉织物上发生点击反应,优化反应条件。确定最佳光反应时间为30min,TMTVSi:Thiol摩尔为1:4时疏水效果好。整理后织物的SEM及EDS分析结果表明,MPTES、TMTVSi和Thiol已经成功在棉织物上发生反应,在棉织物的表面形成了颗粒状微结构,提高了棉纤维的粗糙度,硅氧烷和硫醇碳链的非极性的存在,赋予其超疏水性能。经过处理的超疏水棉织物且具一定的耐酸碱、有机溶剂、抗紫外老化和耐机械摩擦性能。最后,通过一步法水解疏水试剂制备超疏水棉织物,先将乙烯基三甲氧基硅烷与硫醇在催化条件下反应,制备疏水性试剂,获得不同碳链长度的硫醇与乙烯基三甲氧基硅烷反应产物,在适当的条件下水解通过一步浸渍法制备超疏水棉织物。对不同反应产物在棉织物上处理效果进行比较,以接触角为评价指标,发现十四硫醇与乙烯基三甲氧基硅烷反应产物处理效果较好,处理后棉织物接触角达到159°。由反应前后的棉织物红外光谱,EDS,SEM和XPS结果可知,疏水性试剂成功的沉积在棉织物表面,改性后棉织物的表面微结构发生改变,棉织物具有超疏水效果。