在当前提倡绿色环保和可持续材料的趋势下,棉织物,作为自然界可再生的绿色环保纤维材料,以其手感柔软、适用性广和生物降解等优点成为最有前途的可再生天然材料。然而,由于棉织物表面羟基含量较高,容易被液体浸湿和染色,这使得棉织物在一些防浸润领域的应用受到限制。因此,如何有效地提高棉织物的防浸润性成为目前的研究热点。本文立足于共价接枝法在超浸润棉织物制备领域的应用,并通过纤维表面诱导卡宾聚合物结晶将一系列不同的侧链短氟烷基聚合物接枝到棉织物表面,成功地在纤维表面生成了不同几何形貌的糙化结构,有效地提高了棉织物的拒水性能。具体从以下三个方面展开:(1)纤维表面接枝位点的构建及叔丁基重氮乙酸酯卡宾聚合接枝尝试:先以对甲苯磺酰肼和对甲苯磺酰氯为原料,吡啶为催化剂合成了 N,N’-双(对甲苯磺酰)肼;通过溴乙酰溴与纤维大分子上的羟基反应,在纤维表面引入Br,后者与N,N’-双(对甲苯磺酰)肼反应脱去两分子亚磺酸转变为重氮基,通过EDS分析可知成功地在纤维表面构建了接枝位点。以溴乙酸叔丁酯为原料,与N,N’-双(对甲苯磺酰)肼一步反应合成了单体叔丁基重氮乙酸酯。以四氢呋喃为溶剂,在(π-allylPdCl)2和NaBPh4催化下,通过卡宾聚合成功地将聚叔丁基乙酸酯接枝到纤维表面,并诱导了表面聚合物的结晶,探究了不同工艺条件对接枝聚合物形貌的影响。(2)不同氟含量的短碳链氟烷基重氮乙酸酯合成及其在纤维表面的卡宾聚合接枝:选用不同氟含量的短碳链氟烷基醇(三氟乙基醇和3,3,3-三氟丙-1-醇;全氟丁基乙醇;全氟己基乙醇)为原料,分别与溴乙酰溴发生取代反应制备不同的短碳链氟烷基溴乙酸酯,再与N,N’-双(对甲苯磺酰)肼在DBU催化条件下合成不同氟含量的短碳链氟烷基重氮乙酸酯(三氟乙基重氮乙酸酯和三氟丙基重氮乙酸酯;九氟己基重氮乙酸酯;十三氟辛基重氮乙酸酯)。以重氮乙酸酯单体接枝改性棉纤维,通过FT-IR对合成的目标产物进行了结构鉴定。通过SEM、EDS、ATR、XPS和XRD证明了棉纤维表面接枝了低表面能卡宾聚合物,并通过聚合物结晶驱动自组装在纤维表面构筑不同形貌的糙化结构。接枝后织物对水接触角(WCA)可达150°以上。(3)芳香族重氮化物的合成及其卡宾聚合接枝,以及纤维卡宾聚合接枝表面改性过程中的微纳复合结构构造:以溴乙酸苯酯、2-溴-4’-(三氟甲基)苯乙酮为原料,在DBU催化下分别与N,N’-双(对甲苯磺酰)肼反应合成了重氮乙酸苯酯和对三氟甲基重氮苯乙酮,并以此为单体进行棉织物表面卡宾聚合接枝改性。研究发现芳香族卡宾聚合接枝得到的粗糙形貌与脂肪族卡宾聚合接枝所产生形貌有很大区别,前者形成了正方体、花生叶和球/半球状等结构。通过SEM的分析发现十三氟辛基重氮乙酸酯与溴乙酸苯酯卡宾共聚合接枝后的纤维表面形成了密集的“丘陵”状糙化结构,这些一级结构上又形成纳米级“乳突”二级结构,如此形成的二级“微-纳结构”赋予了改性织物155°以上对水接触角(WCA)以及低滚动角。最后对纤维表面诱导卡宾聚合物结晶驱动自组装的具体过程和机理进行了解析,并结合相关理论对自组装形成的不同形貌聚合物晶体结构的差异化给予了分析与讨论。