【摘 要】
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超疏水棉织物的制备大多使用含氟有机物,但含氟有机物不仅对环境有重大污染,而且对人体健康也有影响。因此,在制备超疏水棉织物过程中如何避免使用含氟有机物有重要的研究意义。本文使用聚苯硫醚（PPS）、纳米二氧化硅（SiO2）和二甲基硅油（PDMS）来处理棉织物,成功制备出了具有良好性能的超疏水棉织物。系统研究了有机聚合物-无机纳米粒子对疏水表面粗糙结构的影响,并结合粗糙度模拟及分子动力学模拟,对疏水棉织
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超疏水棉织物的制备大多使用含氟有机物,但含氟有机物不仅对环境有重大污染,而且对人体健康也有影响。因此,在制备超疏水棉织物过程中如何避免使用含氟有机物有重要的研究意义。本文使用聚苯硫醚（PPS）、纳米二氧化硅（SiO2）和二甲基硅油（PDMS）来处理棉织物,成功制备出了具有良好性能的超疏水棉织物。系统研究了有机聚合物-无机纳米粒子对疏水表面粗糙结构的影响,并结合粗糙度模拟及分子动力学模拟,对疏水棉织物的结构机理进行分析。研究内容及结果如下:（1）微米粒子处理棉织物:分别使用PPS、PPS/PDMS复合改性整理棉织物表面。对润湿性、微观形貌进行分析,PPS、PPS/PDMS处理后的表面结构松散且少,结构间隙过大,粗糙度变化小,处理后的棉织物表面不具有良好的疏水性能。（2）纳米粒子处理棉织物:分别使用纯SiO2纳米粒子、SiO2/PDMS改性整理棉织物表面。SiO2处理的棉织物表面有很明显的一层片状结构,但结构稳定性差,易脱落且棉织物仍亲水;SiO2/PDMS处理棉织物表面,加入PDMS后的结构与单一SiO2处理后的结构有明显不同,有大量团簇堆砌粗糙结构存在,提高了疏水性,接触角为140°左右。但是SiO2/PDMS处理的表面也不稳定,容易被破坏。（3）微纳米混合粒子处理棉织物:采用PPS/SiO2整理棉织物表面,利用PPS/SiO2改变棉织物纤维表面的结构,提高其粗糙结构,接触角为138°。再使用PDMS降低表面的自由能,通过接触角、红外光谱以及扫描电镜测试发现疏水棉织物表面具有微纳米凹凸粗糙结构,与前两项实验得到的粗糙结构相比,PPS/SiO2/PDMS处理后的棉织物表面结构的粗糙结构有明显提高,接触角为161.7°。（4）对超疏水棉织物的抗污性、抗寒性、耐酸性、皂洗性以及自清洁性等方面进行了研究,发现了该涂层具有良好的抗污染性、抗寒性,提高了棉织物耐酸程度,具有稳定的皂洗性及优异的自清洁性能。（5）通过使用分子动力学模拟对实验进行理论分析并提供支持。模拟了PPS/SiO2、PPS/SiO2/PDMS两种不同涂层与棉织物表面的结合能力。PPS/SiO2涂层有更好的机械性能,结构紧密稳定;PPS/SiO2/PDMS涂层模拟后也有良好的机械性能,结构稳定性好。
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